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2014 年度 実績報告書

高温面の急速冷却中に形成される安定な固液接触面の拡大開始に関する熱的特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24560238
研究機関九州大学

研究代表者

門出 政則  九州大学, 水素材料先端科学研究センター, 特任教授 (80109222)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード均一自発核生成 / 急速冷却 / 固液接触 / 蒸気爆発 / 相変化
研究実績の概要

高温面に液滴を接触させると高温面がある温度以上のとき液体の急激な蒸発によって安定な固液の接触が達成されなくなる.この液体の急激な蒸発が固液接触面での均一自発核生成によって生じるというモデルを提案し,そのモデルの妥当性を3条件(1)固体表面温度が高速上昇する時に形成される爆発的な蒸気塊,(2)高温面に液体が接触する時の爆発的な蒸気塊,(3)固体表面熱流束が非常に大きい時の爆発的な蒸気塊に対して適用し,従来報告されていた爆発的な蒸気塊形成の観察結果と一致することを平成25年度報告した.
平成26年度では,提案した均一自発核生成モデルをアルコールに適用し,アルコールで観察された結果についても適用できることを確認した.
更に,平成24,25年度に作成した高感度温度センサーを装着した高温面にアルコール液滴を落下させる実験を行った.アルコール液滴が高温面に接触した直後に爆発的な蒸発が発生し,安定な固液の接触が達成されず,不安定な固液の接触を繰り返すことが高速ビデオ撮影で観察された.一方,この不安定な固液の接触中に高温面の表面温度は徐々に降下している.そして,高温面の表面温度がある温度になったとき均一自発核生成による爆発的な蒸気生成が終了し,安定な固液の接触が形成される.
不安定な固液の接触から安定な接触に遷移するときの表面温度が,提案されてモデルで説明できることを明らかにした.そして,この遷移表面温度に及ぼす酸化膜のスケール,液体の温度や固液熱物性の影響について検討し,その影響を明らかにした.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Generation time of stable vapor film during impact of a droplet on hot surface2014

    • 著者名/発表者名
      Suhaimi Illias, Mohammad Nasim Hasan, Yuichi Mitsutake and Masanori Monde
    • 雑誌名

      Thermal Science & Engineering

      巻: 32 ページ: 21-41

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Review of boiling explosion due to homogeneous nucleation in theoretical and experimental approach2014

    • 著者名/発表者名
      Monde, M.
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science and Technology

      巻: 10 ページ: 1-12

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Experimental investigation of stable vapor film generation time and wetting temperature shift during impact of a droplet on hot surface2014

    • 著者名/発表者名
      Suhaimi Illias, Fukushima Shinpei., Soejima Hisayoshi, Yuichi Mitsutake and Masanori Monde
    • 学会等名
      Proc. of 5th Asian Joint Workshop on Thermophysiccs and Fluid Science
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26
  • [学会発表] High speed observation and measurement of surface temperature and surface heat flux during impact of a droplet on hot surface2014

    • 著者名/発表者名
      Suhaimi Illias, Mohammad Nasim Hasan, Yuichi Mitsutake and Masanori Monde
    • 学会等名
      Proc. of IHTC15
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-14
  • [学会発表] Characteristics of homogeneous boiling explosion in ethanol during rapid linear boundary heating2014

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Nasim Hasan, Ashik Hasan, Suhaimi Illias, Yuichi Mitsutake and Masanori Monde
    • 学会等名
      Int. Conf. of Mechanical Engineering
    • 発表場所
      Dhaka
    • 年月日
      2014-06-20 – 2014-06-22
  • [学会発表] 高温面上の単一液滴及び液滴列衝突時の安定蒸気膜の生成時間に関する実験的研究2014

    • 著者名/発表者名
      Suhaimi Illias, 他6名
    • 学会等名
      第51回日本伝熱シンポジュウム講演論文集
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23

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公開日: 2016-06-03  

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