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2008 Fiscal Year Annual Research Report

ライデンフロスト温度以上の高温面急速冷却中の自発核生成と濡れ開始について

Research Project

Project/Area Number 20360101
Research InstitutionSaga University

Principal Investigator

門出 政則  Saga University, 海洋エネルギー研究センター, 教授 (80109222)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 光武 雄一  佐賀大学, 理工学部, 准教授 (20253586)
KeywordsQuench / High Temperature / Nucleation / Jet cooling / Spray cooling / Heat Transfer / Phase Change
Research Abstract

ライデンフロスト温度以上の高温面を液体(水あるいはアルコール)で急冷するときの冷却特性を固液の連成問題という視点から再構築することを目的とした研究で,20年度は,冷却液としてアルコールでも実験できるように,さらに冷却方式としてミストおよび噴流を用いて実験も可能なように装置の改修を行った.実験は,固体側の熱物性として,3種類(銅,黄銅,炭素鋼),液側の熱物性として水とアルコールを用いて高温面の急速冷却を行なった.高温面の温度範囲は,300〜550℃とした.冷却液のサブクール度は,20〜60Kで,ミストの質量流束は,20〜50kg/(m^2s),噴流速度は2〜15m/sとした.
急冷開始温度が,液体の熱物性によってどの程度異なるのかを過熱限界温度に注目した検討を行ない,安定な固液の濡れ開始温度が,過熱限界温度近傍で生じることを測定結果との比較から明らかにした.また,濡れ開始後の固液接触面での表面温度と熱流束の変化を測定した.
高温面に接触した瞬間の自発核生成について,モデルを提案した.モデルを基に,数値解析を行い,固液接触開始直後の数マイクロセカンド以内の熱境界層の厚さ(数十ナノの厚さ)におけるエネルギーの変化と固体からの熱輸送量,更には分子運動論から決定される熱輸送限界と比較検討を行った.モデルの検証を行うためには,自発核生成が生じる時間とそこでの固体面から液体への熱輸送量について詳細に検討する必要があることが分かった.

  • Research Products

    (5 results)

All 2009 2008

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] On the Size of Boiling Region in Jet Impingement Quenching2009

    • Author(s)
      Woodfield, P. L., Mozumder, A. K., Monde, M
    • Journal Title

      International Journal of Heat and Mass Transfer Vol. 52

      Pages: 460-465

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Jet Impingement Quenching Phenomena for Hot Surfaces well above the Limiting Temperature for Solid-Liquid Contact2008

    • Author(s)
      Islam, Md. A., Monde, M., Woodfield, P. L., Mitsutake, Y.
    • Journal Title

      Int. J. Heat Mass Transfer Vol. 51

      Pages: 1226-1237

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heat Transfer Characteristics during Quench of High Temperature Solid2008

    • Author(s)
      Monde, M
    • Journal Title

      Journal of Thermal Science and Technology Vol. 3, No. 2

      Pages: 292-308

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Characteristics of Wetting Temperature during Spray Cooling2008

    • Author(s)
      光武 雄一
    • Organizer
      日本機械学会「第7回日韓熱流体工学会議」
    • Place of Presentation
      北海道札幌市
    • Year and Date
      2008-10-15
  • [Presentation] Characteristics of Heat Transfer during Quench of High Temperature Solid with Liquid2008

    • Author(s)
      門出 政則
    • Organizer
      US-JAPAN Seminar on Two-Phase Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      アメリカロサンゼルス
    • Year and Date
      2008-09-16

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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