| 研究概要 |
管壁に設けたノズルから吹き込む加圧気泡の水平円管内での挙動と、気泡の通過後壁に残留する液膜の厚さについて調べた。ただし、管の内径Dに対するノズル径dの比が0.25以下の、気泡が上部のみを流れ場合に限る。
(1)気泡の先端速度Uxは、重力波によるとして誘導した解析値とよく合う。気泡厚さをh,限界気泡厚さをhc(=2√<σ/(ρg)>:σは表面張力、ρは液の密度、gは重力加速度)とすればh/hc<2で、表面張力は先端速度と気泡の厚さに影響を及ぼす。D<hcでは、気泡は流路に充満して流れる。
(2)薄い液膜が、気泡の通過後壁に残る。D=30mmの場合、Uxが大きい範囲では、Uxや測定位置によらず、液膜厚さは0.1mm程度である。しかし、Uxが減少するにつれ表面張力や粘性が影響し、液膜厚さが減少する範囲があるが、この液膜厚さについて実験式を得た.Uxが更に減少すると、液膜厚さは気泡が壁を通過してからの経過時間により決まる収れん値をとる。
加熱された流路壁より発泡する気泡の水平流路内での挙動とバ-ンアウトの発生などについて検討した。
(3)局所加熱の場合、H>hc(H:流路高さ)では発泡気泡は流路上壁に沿って成長し、底壁に液層が残る。それに対して、H<hcでは、気泡は流路断面に充満して成長する。この気泡の形状の違いのため、H=hcを境にしてバ-ンアウト熱流束に大きな違いがある。全面加熱の場合、このような違いはみられない。
(4)銅箔の平均温度が130℃を越えると、バ-ンアウトが発生する。孤立泡、合体しても気泡が小さい場合、気泡内の変動圧力が大きい。気泡内の圧力変動数は、400〜800Hz程度である。
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