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2002 年度 研究成果報告書概要

光触媒超親水性伝熱面の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12555059
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 熱工学
研究機関九州大学

研究代表者

高田 保之  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (70171444)

研究分担者 下吹越 光秀  東陶機器株式会社, 基礎研究所・イドロテクト研究部, 研究主査(研究職)
渡部 俊也  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授
吉田 敬介  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (60191582)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
キーワード酸化チタン / 超親水性 / 相変化 / 接触角 / 沸騰・蒸発 / 紫外線 / スパッタリング
研究概要

本研究は,光触媒の超親水性を利用して,気液相変化系で優れた性能を有する伝熱面の開発を目的とする.
本研究課題は,次の項目についての検討を行った.
(1)水平円柱周りの流下液膜式蒸発の伝熱試験
(2)プール沸騰伝熱試験により,超親水性による限界熱流束点(CHF),極小熱流束点(MHF)への影響
(3)プラズマ処理による親水化表面におけるの液滴の蒸発に及ぼす濡れ性の影響
(4)アルミ表面のプラズマ処理による改質と接触角の変化
その結果,いずれの検討項目においても表面を親水化させた方が優れた伝熱特性を示すことがわかった.液滴蒸発実験では蒸発時間を測定したところ,接触角が小さいほど蒸発時間が短く,超親水性の効果により伝熱が促進されることが判明した.また,濡れ限界温度を調べたところ,接触角が小さくなるほど濡れ限界温度は上昇し,最大20K以上の差がでることがわかった.(4)のプラズマ改質により作製したアルミ表面はフラクタルな構造を有しており,初期状態では拡張濡れを呈する.ところが時間の変化とともに接触角が上昇し150°以上の超撥水状態になることが分かった.この現象は極めて興味深いものの原因は不明で現在調査中である.
そのほか,実用酸化チタン皮膜伝熱面の開発を念頭に,銅とステンレスパイプへの成膜を実施した.その結果,銅については酸化の影響が大きく,実用向きではない.一方,ステンレスへの成膜特性は良好であり,実用伝熱面の最有力候補であるとの感触が得られた.

  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Y.Takata: "Control of Surface Wettability by Plasma Irradiation"Proceedings of the 12^<th> International Heat Transfer conference. 3. 413-418 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Takata: "Control of Surface Wettability by Plasma Irradiation"Proceedings of the Fourth Pacific Rim Thermal Science and Energy Engineering Workshop (PaRTSEE-4). 113-116 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Takata, H.Kubota, T.Ito: "Boiling Heat Transfer to Subcooled Nitrogen from Thin Wire in Narrow Space"Proceedings of 2002 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, New Orleans, LA. (CD-ROM). IMECE2002-34064 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Takata: "Photo-induced Hydrophilicity and Its Applications to Phase Change Phenomena"Thermal Science & Engineering. Vol.10,No.6. 31-38 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yasuyuki Takata, et al.: "Effect of Surface Wettability on Boiling and Evaporation"Proceedings of the first Taiwan-Japan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering. 2. 623-634 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Takata, S.Hidaka, M.Masuda, T.Ito: "Pool Boiling on a Superhydrophilic Surface"International Journal of Energy Research. VoL.27,Issue2. 111-119 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Tankata, S.Hidaka et al.: "Bioling and Evaporation from a Superhydrophilic Surface"Thermal Science & Engineering. 18. 22-41 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Takata, et al.: "Boiling Heat Transfer from a Superhydropilic Surface"Proceedings of the 3^<rd> European Thermal Sciences Conference. 2. 797-801 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Takata, S.Hidaka, et al.: "Boiling and Evaporation from a Superhydrophilic Surface"Proceedings of the International Workshop on Current Status and Future Direction in Boiling Heat Transfer and Two-phase flow. 23-29 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Takata, S.Hidaka, et al.: "Boiling and Evaporation Heart Transfer from a TiO2 Coated Surface"Proceedings of the 5^<th> World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, And Thermodynamics. 1. 203-208 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Takata, S.Hidaka, et al.: "Controlled Contact Angle and Droplet Evaporation Using Photo-induced Hydrophiloic Surface"Proceedings of 2001 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, New York, NY. (CD-ROM). IMECE2001-HTD24133 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Takata, S.Hidaka, et al.: "Effect of Surface Wettability on Boiling and Evaporation"Proceedings of the 3^<rd> International Syposium on Advanced Energy Conversion Systems and Related Technologies. (CD-ROM). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y. Takata, S. Hidaka, J.M. Cao, K. Tanaka, M. Masuda, T. Ito, T. Watanabe, M. Shimohigoshi: "Boiling and Evaporation from a Superhydrophilic Surface"Thermal Science & Engineering. Vol.8, No.6. 33-41 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Takata, S. Hidaka, J.M. Cao, M. Masuda, T. Ito, T. Watanabe, M. Shimohigoshi: "Boiling Heat Transfer from a Superhydrophilic Surface"Proceedings of the 3rd European Thermal Sciences Conference. Vol.2. 797-801 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Takata, S. Hidaka, J.M. Cao, M. Masuda, T. Ito, T. Watanabe, M. Shimohigoshi: "Boiling and Evaporation from a Superhydrophilic Surface"Proceedings of the International Workshop on Current Status and Future Directions in Boiling Heat Transfer and Two-phase Flow. 23-29 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Takata, S. Hidaka, J.M. Cao, T. Nakamura, H. Yamamoto, M. Masuda, T. Ito and T. Watanabe: "Boiling and Evaporation Heat Transfer from a TiO_2-Coated Surface"Proceedings of the 5th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics. Vol.1. 203-208 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Takata, S. Hidaka, T. Nakamura, H. Yamamoto, M. Masuda and T. Ito: "Controlled Contact Angle and Droplet Evaporation Using Photo-induced Hydrophilic Surface"Proceedings of 2001 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, New York, NY(CD-ROM). IMECE2001/ HTD-24133. (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Takata, S. Hidaka, J. M. Cao, T. Nakamura, H. Yamamoto, M. Masuda and T. Ito: "Effect of Surface Wettability on Boiling and Evaporation"Proceedings of the 3rd International Symposium on Advanced Energy Conversion Systems and Related Technologies (CD-ROM). Paper No.3B5. (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yasuyuki Takata: "Photo-induced Hydrophilicity and Its Applications to Boiling and Evaporation"Proceedings of the first Taiwan-Japan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering, Tainan, Taiwan. Vol.2. 623-634 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Takata: "Control of Surface Wettability by Plasma Irradiation"Proceedings of the Fourth Pacific Rim Thermal Science and Energy Engineering Workshop (PaRTSEE-4). 113-116 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Takata, S. Hidaka, H. Yamamoto, M. Masuda, T. Ito: "Evaporation of Water Drop on Photo-Induced Hydrophilic Surface"Proceedings of the 12th International Heat Transfer Conference. Vol.3. 413-418 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Takata, H. Kubota and T. Ito: "Boiling Heat Transfer to Subcooled Nitrogen from Thin Wire in Narrow Space"Proceedings of 2002 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, New Orleans, LA(CD-ROM). IMECE2002-34064. (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Takata: "Photo-induced Hydrophilicity and Its Applications to Phase Change Phenomena"Thermal Science & Engineering. Vol.10, No.6. 31-38 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y. Takata, S. Hidaka, M. Masuda, T. Ito: "Pool Boiling on a Superhydrophilic Surface"International Journal of Energy Research. Vol.27, Issue 2. 111-119 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2004-04-14  

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