|
本研究では、高温液と低沸点液の直接接触に伴う蒸気爆発現象の爆発的蒸気発生のトリガとなりうる液体の過熱限界における自発核生成現象に着目し、高温石英ガラス面に低沸点液体を高速で衝突させた際の自発核生成とそれに伴う急速蒸発過程を、接触面温度の高精度測定とミクロ様相観察を同時に行いつつ明らかにすることを目的とする。
平成16年度は、研究代表者がこれまで自発核生成現象を調べるため用いてきた高速加熱沸騰実験体系を利用し、固液接触後の自発核生成現象を調べた。有効発熱面積0.1mm×0.4mmの微小白金薄膜ヒータを液中で高パルス発熱させると、自発核生成後、加熱面は合体泡で覆われて乾燥状態となり、この合体泡が消滅する際に固液の再接触が起こる。合体泡が形成した直後に加熱パルスを適度な大きさに下げ、その下げ幅を調節することで、固液再接触時の加熱面温度を液体(エタノール)の過熱限界温度付近で変化させ、接触時の様相を顕微鏡観察した。
その結果、合体泡消滅時の固体表面温度が過熱限界温度付近のとき、自発核生成によるとみられる微細気泡の再発生を認めた。微細気泡の発生個数は過熱限界温度付近で最大となった。合体泡消滅時の固体面温度が高くなるにつれて消滅後も蒸気膜で覆われる部分が増え、過熱限界温度より約100度高くなると加熱面全面が蒸気膜で覆われたままの状態となった。一方、固液接触時の固体面の冷却速度(表面温度降下速度)は過熱限界温度より約50度高いとき最大となった。
|
