透明伝熱面による気泡底部の観察と液膜厚さの実測に基づいた核沸騰熱伝達機構の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650207
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 大田 治彦 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50150503)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新本 康久 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (30226352)
• Keywords: 沸騰 / 二相流 / マクロ液膜 / ミクロ液膜 / センサー

Research Abstract

本年度(平成12年度)は、以下のとおり研究を行った。
1.液膜厚さ測定センサーの改良
(i)電極まわりの電位分布の数値計算により、電流導入端子間隔と測定可能な液膜厚さの上限値の関係、電流導入電極間電流の全電流に占める割合について検討した。(ii)さらに、電圧測定電極間隔の低減が測定される抵抗値と液膜厚さの関係(感度)に与える影響を調べた。これにより、目的別(マクロ液膜厚さの測定、ミクロ液膜厚さの測定)に、センサーの小型化の限界、センサーの最適電極配列について結論を出した。(iii)電気二重層内に蓄積された電荷のディスチャージに必要な時間を実験的に調べ、液膜厚さ測定の最小時間間隔について検討した。
2.温度センサー・液膜厚さ測定センサー付き透明伝熱面の製作
(i)抵抗温度計式温度センサーの薄膜化とそれに付随する電気抵抗値の温度係数低下に伴う測定精度の劣化に関して、計測システムとの関連において検討した。(ii)伝熱面の均一加熱を実現するための基材裏面ITO膜コーティングヒータパターンの検討、および熱損失の評価法の検討を行なった。(iii)伝熱面局所表面温度の測定値に基づいて、サファイアガラス基材内の熱伝導計算によって伝熱面表面局所熱流束を評価する場合について、数値シミュレーションによる評価精度の検討を行なった。
3.実験実施
試験液体として、蒸留水(電気伝導度1〜5μS/cm程度)、およびエチルアルコール(電気伝導度0.1〜0.5μS/cm程度)を使用し、系圧力を減圧下から大気圧までの範囲で変化させて実験を行なった。