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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

基本信息

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

项目摘要

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．

The environmentally controlled cooling device is constructed and the metal sample is heated to prevent the growth of acidified film on the surface and is possible. Pure iron sample cooling water cooling pressure 0.1～0.5 The results of the MPa cooling curve and the film boiling field are obtained by the pressure force and the film boiling range. The area of nucleate boiling is not measured, and the cooling rate is large and the area of film boiling is small. The pressure is high, the cooling speed is high, the temperature is high, the pressure is high, the cooling speed is high, and the temperature is high Rise and fall, the nucleate boiling area and the cooling rate of the nucleate boiling field and the cooling rate are different.またスプレーCoolingにおけるVolume flow densityをincreaseさせると,クエンチPointに达The time is shortened and the temperature is shortened. The temperature is changed and the temperature is changed. It is possible to estimate the temperature of the クエンチに夜しては to the flat plate のプールfilm boiling における finishing formula にて.これまでにProposalされているいくつかの finishing formulaからcalculationされるクエンチtemperatureと実験RESULTをratio Compared with the results of the study, the CaiらのモデルがGood temperature calculation is based on the calculated results.実験およびDroplet collision モデルにbaseづくanalyticsにより, the total heat release of the sample に対するeach 伝heat form がめる cutting and combining を検した． The pressure force of the atmosphere is 0.1 MPa and the increase is 0.5 MPa, and the total amount of heat is about 2 times higher.さらにFilm boiling fieldにおける単一の Liquid dropletによる伝heat amountを検すると,実When the liquid droplet and the surface of the evaporated film are completely separated and the state is empty, the film boiling collar The contact between solid and liquid in the local area is temporary, and the contact between solid and liquid is raw, and the surface is in contact.ら水への伝热にそれなりに Send and していると考えられるRESULTSがgetられた．