限界熱流束近傍における伝熱面上の液の拡大縮小の特性とその機構

内外を0.1mmの空隙を持ち底部が接続している二重円柱を用いて伝熱特性の取得と温度制御の達成について３通りの中心部径について測定を行った．１．伝熱面の製作　2021年度に伝熱面を製作して測定を行ったが，接合方法の検証を行った結果，従来の方法では接合の欠陥が多かったので，接合過程の直前に水素で表面を還元することにした．またそこでは空隙に銀ろうが流れ込む問題点が発生したので，空隙を構成する内外の円筒面に耐熱塗料を塗布した．２．伝熱特性　　外径を11.6mmで固定し，中心部径を5.8mm, 8.8mmとした伝熱面で伝熱特性の測定を行った．試験液体は，大気圧の精製水を用いている．核沸騰から設定温度を上昇させる場合，中心部が先に限界熱流束を迎えて遷移沸騰に移行し，周囲部が核沸騰を維持する状況がすべての伝熱面においで生じることを確認した．中心径5.8mmの場合は，中心部の限界熱流束が，十分大きな伝熱面上の限界熱流束を表すとされているZuberのモデルによる値に比べてやや小さく，また直径35mm伝熱面を使って温度を制御した状況で測定したAuracherらの実験値に比べて小さい1.0MW/m2程度の値になった．中心部直径が8.8mmの場合の中心部の限界熱流束は約1.5MW/m2でありAuracherらの値に近い．一方，周囲部の限界熱流束は，中心径5.8mmの場合に1.7MW/m2，8.8mmの場合に2.3MW/m2であり，周囲からの液の流入によって高い限界熱流束となることがわかった．3．温度制御性　浅いフィードバック点の場合，周期数秒のリミットサイクルが生じる不安定な状態であった．中心部直径5.8mmで深さ4.4mmでは，かなり広い遷移沸騰範囲で安定な温度制御が実現できたが，制御不能の温度範囲が存在する．フィードバック点が7mmより深い場合は，急な負の勾配の領域で逸走型の不安定が生じた．

内外を0.1mmの空隙を持ち底部が接続している二重円柱を用いて伝熱特性の取得と温度制御の達成について３通りの中心部径について測定を行った．１．伝熱面の製作　2021年度に伝熱面を製作して測定を行ったが，接合方法の検証を行った結果，従来の方法では接合の欠陥が多かったので，接合過程の直前に水素で表面を還元することにした．またそこでは空隙に銀ろうが流れ込む問題点が発生したので，空隙を構成する内外の円筒面に耐熱塗料を塗布した．２．伝熱特性　　外径を11.6mmで固定し，中心部径を5.8mm, 8.8mmとした伝熱面で伝熱特性の測定を行った．試験液体は，大気圧の精製水を用いている．核沸騰から設定温度を上昇させる場合，中心部が先に限界熱流束を迎えて遷移沸騰に移行し，周囲部が核沸騰を維持する状況がすべての伝熱面においで生じることを確認した．中心径5.8mmの場合は，中心部の限界熱流束が，十分大きな伝熱面上の限界熱流束を表すとされているZuberのモデルによる値に比べてやや小さく，また直径35mm伝熱面を使って温度を制御した状況で測定したAuracherらの実験値に比べて小さい1.0MW/m2程度の値になった．中心部直径が8.8mmの場合の中心部の限界熱流束は約1.5MW/m2でありAuracherらの値に近い．一方，周囲部の限界熱流束は，中心径5.8mmの場合に1.7MW/m2，8.8mmの場合に2.3MW/m2であり，周囲からの液の流入によって高い限界熱流束となることがわかった．3．温度制御性　浅いフィードバック点の場合，周期数秒のリミットサイクルが生じる不安定な状態であった．中心部直径5.8mmで深さ4.4mmでは，かなり広い遷移沸騰範囲で安定な温度制御が実現できたが，制御不能の温度範囲が存在する．フィードバック点が7mmより深い場合は，急な負の勾配の領域で逸走型の不安定が生じた．