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2022 年度 研究成果報告書

高温移動固体に衝突する液滴の伝熱評価法の確立

研究課題

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研究課題/領域番号 20K04326
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分19020:熱工学関連
研究機関京都大学

研究代表者

藤本 仁  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (40229050)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード沸騰伝熱 / 移動体冷却 / スプレー冷却 / 逆解析 / 赤外線サーモグラフィー
研究成果の概要

鉄鋼材料の冷媒冷却による熱処理では,あらかじめ決められた材料温度履歴を正確に再現することが求められており,冷却現象の物理の解明が望まれている.本研究では,スプレー冷却の基本要素である,「加熱移動固体面と液滴列の衝突」における液体冷媒の沸騰流動を精密観察する実験手法を構築し,学術的に未解明な遷移沸騰や膜沸騰領域の素過程を基礎実験により研究した.また,冷却直後の固体表面温度の復熱過程から伝熱量を算出する新しい評価手法を構築し,その手法の有用性を検証した.

自由記述の分野

熱流体工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した伝熱評価手法は,冷却に寄与しない冷媒を伝熱面から除去することで冷却直後の復熱現象を測定し,その熱伝導解析により強冷却領域の伝熱量を求める点に学術的な独創性がある.この手法は冷媒の除去が容易な遷移沸騰や膜沸騰領域でのみ適用可能であるが,原理的に固体内部の温度から計算する従来法よりも高分解能かつ高精度な計測が可能である.また,この手法は学術的に未解明な遷移沸騰の物理現象の解明に有用であるだけでなく,実操業の熱処理技術の高度化にも貢献できる.

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公開日: 2024-01-30  

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