2002 Fiscal Year Annual Research Report
環境にやさしいセミドライ・ドライ切削加工に関する熱工学的検討
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14550196
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
大竹 浩靖 工学院大学, 工学部, 助教授 (40255609)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮下 徹 工学院大学, 工学部, 講師 (00100371)
小泉 安郎 工学院大学, 工学部, 教授 (20215156)
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| Keywords | 機械工学 / 熱工学 / 熱伝達 / 蒸発・沸騰 / ミスト冷却 / 整理式 / 切削 / 地球環境 |
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| Research Abstract |
本研究は、地球にやさしいセミドライ(MQL、最小油剤量)切削および完全ドライ(油剤なし)切削の可能性を熱工学的に探ることを目的とする。特に、完全ドライ法に先立ち実用化が期待されているセミドライ(MQL)法に注目して、冷却の観点よりその実用化を熱工学的に検討する。このセミドライ法とは、常温空気に油剤液滴を添加したミスト噴流下で切削加工を行う方法である。この方法は、数十〜百cc/hの植物性油剤の助けを借りるものの、完全ドライ法で必要な極低温空気噴流による顕熱冷却をミスト液滴の潜熱冷却に置き換えることが可能であり、空気源の大幅な減少が期待でき、エネルギー消費をも考慮に入れた環境負荷の低減化が期待できる。本研究では、微細ミスト噴霧流において、空気流速、液滴添加量、液滴径および液滴速度が及ぼす冷却能力(熱伝達率)への影響を実験的に検討するとともに、その冷却機構を明らかにし、前出のパラメータの最適条件を見つける。特に、加熱面上での液体挙動がその冷却能力と密接な関連を有するため、液滴および液膜の挙動を詳細に検討する。
本年度は、既存の実験装置を用いて、常温空気噴流に微小水滴を添加する水ミスト冷却実験を行い、水ミストによる冷却特性のデータを蓄積するとともに、冷却機構、冷却特性の実験相関式およびその冷却限界を実験的に検討した。その結果、(1)冷却能力(熱伝達率)は、液供給量の増加とともに増加するが空気供給量の増加に伴い低下する。(2)冷却限界は、加熱面上への供給液の潜熱量で決まる。(3)加熱面上の液挙動の観察および熱伝達特性より、冷却機構は3種類(液滴攪乱、液滴蒸発および液膜蒸発)に分類でき、(4)それぞれに対して熱伝達の相関式を提案した。
次年度は、実際の切削時の冷却効果を確認するため、液体として植物性切削油剤を用い、ミスト冷却特性に及ぼす液の粘性および表面張力の影響を検討する予定である。
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Research Products
(1 results)
