高温固体面と液滴の突然接触による過渡的沸騰現象

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560212
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藤本 仁 京都大学, 大学院・エネルギー科学研究科, 准教授 (40229050)
• 研究分担者: 宅田 裕彦 京都大学, 大学院・エネルギー科学研究科, 教授 (20135528)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 対流 / 液滴 / 沸騰 / 可視化

研究概要

液滴が加熱固体に衝突した際の変形挙動と固液界面の沸騰現象を高時空間分解能で観察する手法を確立した.その手法を用いて滑らかな金属面と水液滴の衝突を観察したところ,熱伝導理論で推定される接触面温度と液体として存在できる過熱限界温度の大小関係で,過渡的沸騰現象が整理できることが示された.また,単一液滴衝突において,固液界面で安定的に蒸気膜が形成される高温条件では、液滴の慣性力と表面張力の比で定義される無次元数が変形挙動を支配することも確認できた.

研究成果

• [雑誌論文] An Experimental Study on the Oblique Collisions of Water Droplets with a Smooth Hot Solid (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Fujimoto, Ryota Doi, and Hirohiko Takuda.
  • 雑誌名: Transactions of the ASME Journal of Fluids Engineering 巻: 134-7 ページ: #071301
  • DOI: DOI:10.1115/1.4006926
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Experimental Study of the Deformation behavior of Water Droplets Impinging Obliquely on a Hot Substrate (2010)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Fujimoto, Yosuke Oku, Tomohiro Ogihara, Takayuki Hama, and Hirohiko Takuda
  • 雑誌名: Journal of Flow Visualizaion and Image Processing 巻: 17-2 ページ: 1-16
  • DOI: DOI:10.1615/JFlowVisImageProc.v17.i2.20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrodynamics and boiling phenomena of water droplets impinging on hot solid (2010)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Fujimoto, Yosuke Oku, Tomohiro Ogihara, Hirohiko Takuda
  • 雑誌名: International Journal of Multiphase Flow 巻: 36-8 ページ: 620-642
  • DOI: DOI:10.1016/j.ijmultiphaseflow.2010.04.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Successive Collision of Two Water Droplets with Hot Solid
  • 著者名/発表者名: International Journal of Transport Phenomena 2013
  • 雑誌名: H. Fujimoto, T.Ogihara, S. Yoshimoto, T.Hama and H.Takuda 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Successive Collision of Two Water Droplets with Hot Solid (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Fujimoto
  • 学会等名: 23rd International Symposium on Transport Phenomena
  • 発表場所: Auckland, New Zealand
  • 年月日: 20121119-22
• [学会発表] 高温固体面に連続衝突する 2 液滴の変形挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤本仁
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会講演大会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Experimental Study on Oblique Collisions of Water Droplets with Hot Solid (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Fujimoto
  • 学会等名: ASME IMECE2010
  • 発表場所: Vancouver Canada
  • 年月日: 2010-11-14
• [学会発表] 高温固体面に衝突する液滴変形挙動の力学的相似性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤本仁
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2010-03-29