Dynamics of liquid-solid contact on a hot solid surface that determines quenching point

确定淬火点的热固体表面上的液固接触动力学

• 批准号: 21H01264
• 负责人: 河野 正道
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01264/
• 关键词: 気液相変化; スプレー冷却; クエンチ点; 鋼板製造; 気液相変化伝熱; 鉄鋼製造; 酸化皮膜

環境制御型スプレー冷却装置の構築を行い，金属試料を加熱する際の表面酸化皮膜成長を防いでの実験を可能とした．純鉄試料のスプレー冷却におけるアルゴン雰囲気圧力を0.1～0.5 MPaで変化させて冷却曲線を得た結果，すべての圧力にて膜沸騰領域および核沸騰領域が観測され，冷却速度の大きな違いは膜沸騰領域で顕著に見られた．圧力が高くなるにつれて冷却速度が高くなり，クエンチ温度も圧力が高くなるにつれて上昇したが，クエンチを経て核沸騰領域となると圧力による冷却速度の差は見られなかった．またスプレー冷却における体積流量密度を増加させると，クエンチ点に達するまでの時間は短縮されるが，クエンチ温度は大きく変化しなかった．クエンチ温度に関しては上向き平板のプール膜沸における整理式にて推算可能かを検討した．これまでに提案されているいくつかの整理式から推算されるクエンチ温度と実験結果を比較検討した結果，Caiらのモデルが良好にクエンチ温度を推算できることが分かった．実験および液滴衝突モデルに基づく解析により，試料の全放熱量に対する各伝熱形態が占める割合を検討した．雰囲気圧力が0.1 MPaから0.5 MPaに増加すると，伝熱量の合計は約2倍に向上している．さらに膜沸騰領域における単一の液滴による伝熱量を検討すると，実際には液滴と表面が蒸気膜で完全に分離された状態で無く，膜沸騰領域でも一時的に局所的な固液の接触が生じており，この接触が表面から水への伝熱にそれなりに寄与していると考えられる結果が得られた．

Environment system type imperial ス プ レ ー cooling device の build を い, metal sample を heating す る interstate の surface acidification skin membrane growth を い で の be 験 を may と し た. Pure iron objects sample の ス プ レ ー cooling に お け る ア ル ゴ ン 雰 囲 気 pressure を 0.1 ~ 0.5 MPa で variations change さ せ て cooling curve を た results, す べ て の pressure に て film boiling field お よ び nucleate boiling field が 観 measuring さ れ, cooling speed の big き な violations い は film boiling field で 顕 the に see ら れ た. High pressure が く な る に つ れ て high cooling speed が く な り, ク エ ン も チ temperature pressure high が く な る に つ れ て rise し た が, ク エ ン チ を 経 て nucleate boiling field と な る と pressure に よ る cooling speed の poor は see ら れ な か っ た. ま た ス プ レ ー cooling に お け る volume flow density を raised plus さ せ る と, ク エ ン に チ point of す る ま で の shortening time は さ れ る が, ク エ ン チ large temperature は き く variations change し な か っ た. ク エ ン チ temperature に masato し て は on to き tablet の プ ー ル film boiling に お け る finishing type に て calculating possible か を beg し 検 た. こ れ ま で に proposal さ れ て い る い く つ か の finishing type か ら calculated さ れ る ク エ ン チ temperature と be 験 results を beg し 検 た results, Cai ら の モ デ ル が good に ク エ ン チ を calculated temperature で き る こ と が points か っ た. Be 験 お よ び droplet conflict モ デ ル に base づ く parsing に よ り, sample の all heat に す seaborne る each 伝 hot form が め る cut close を beg し 検 た. 雰 囲 気 pressure 0.1 MPa が か ら 0.5 MPa に raised plus す る と, 伝 combined heat の は about 2 times に upward し て い る. Film boiling field さ ら に に お け る 単 a の droplet に よ る 伝 heat を beg す 検 る と, be interstate に は droplet surface が と steamed で completely に 気 membrane separation さ れ た state で く, film boiling field で も transient に bureau な solid-liquid の contact が raw じ て お り, こ が の contact surface か ら water へ の 伝 hot に そ れ な り に send し て い る と exam え ら れ る results ら が れ た.

项目成果

高温面のスプレー冷却における 急冷開始点の決定因子に関する研究

高温表面喷淋冷却淬火起点确定因素研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 霜降 真希;吉村 光葵;文 和彦;平井 義和;Banerjee Amit;土屋 智由;井上拓哉，鎌田祥彰，王振英，井上智博，妹尾茂樹;河野正道，仲松幹弥，日高澄具，喜多由拓，高田保之
• 通讯作者: 河野正道，仲松幹弥，日高澄具，喜多由拓，高田保之

Dynamic interplay between interfacial nanobubbles: oversaturation promotes anisotropic depinning and bubble coalescence

界面纳米气泡之间的动态相互作用：过饱和促进各向异性脱钉和气泡聚结

• DOI: 10.1039/d1cp03451k
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Chemistry Chemical Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Nag Sarthak;Tomo Yoko;Teshima Hideaki;Takahashi Koji;Kohno Masamichi
• 通讯作者: Kohno Masamichi

スプレー冷却の急冷開始点に及ぼす雰囲気圧力の影響

大气压力对喷雾冷却淬火起点的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 木田健介;喜多由拓;仲松幹弥;日高澄具;河野正道;高田保之
• 通讯作者: 高田保之