単一溶射粒子の変形・急冷凝固過程の伝熱モデリングとその場計測

单个喷涂颗粒变形和快速凝固过程的传热建模和原位测量

• 批准号: 05239202
• 负责人: 吉田 豊信
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05239202/
• 关键词: 単一溶射粒子; その場計測; SOLA-VOF; ハイブリッドプラズマ

I.数値計算シミュレーション(1)概要 数値計算シミュレーションには、自由表面及び表面張力の取扱いが可能なプログラムコードであるSOLA-VOFをベースとして、そこに伝熱・凝固計算を取り入れたプログラムを開発し用いる。凝固における潜熱の取扱いに関しては、温度回復法を用い、円筒座標系において100×60の等方メッシュを用いて計算を行った。用いた仮定は、(a)粒子・基板ともに材質はAl_2O_3とし、基板衝突直前の粒子は球形をしており、温度T_0Kで均一に溶融しているとする。(b)雰囲気温度は1000K一定とする。(c)粒子の周囲には境膜を仮定し、粒子と雰囲気の伝熱はこの境膜を通して行なうものとする。(d)基板と粒子とは完全熱接触であり、基板表面はno slipとする。(e)流体内における熱発生は無いものとする。(2)現在までの経過 現在まで主にプログラム開発を行なってきた。今のところ、いくつかの条件において計算を行なっているが、まだプログラムに若干の改正の余地があり、十分な結果が得られていないというのが現状である。II.その場計測(1)概要 溶射実験では100kW級ハイブリッドプラズマ溶射装置において、溶射粒子の粒子パラメータのその場計測を行う。飛行粒子の速度と粒径の測定では、He-Neレーザ光を用い粒子による散乱光の強度変化から速度、粒径を算出する。また、粒子の基板衝突時の温度測定では溶融粒子の発する放射光を分光器により2波長取り出し、その強度比から粒子の温度変化を測定する。(2)現在までの経過 溶射装置にHe-Neレーザ、光ファイバーを取り付けるための治具作製を行い、光強度を分光器、光電子増倍管、デジタルオシロスコープにより検出するシステムを開発中である。

I. Calculation of numerical values (1) Summary calculation of numerical values (2) Calculation of free surface and surface tension (3) Calculation of sola-vof (4) Sola-vof (5) Sola-vof (6) Sola-vof (7) Sola-vof (8) Sola-vof (9) Sola-VOF (9) Sola-VOF Solidification latent heat calculation method, temperature recovery method, cylindrical coordinate system, 100×60 square calculation method (a) Particle·substrate·material·Al_2O_3·substrate·particle·spherical·temperature·T_0K·uniform melting·temperature·temperature·(b)The temperature is 1000K. (c)The particle's circumference is fixed, and the particle's heat is transmitted to the environment. (d)The substrate particles are in complete thermal contact, and the substrate surface is not slip. (e)The heat generated in the fluid is not contained in it. (2)Now, the main reason for this is that we have to start a new project. There is room for correction in the calculation of the current conditions. The result is that there is room for correction. II. Field measurement (1) Summary of the field measurement of dissolved particles in the 100kW class of dissolved particles. Measurement of velocity and particle size of flying particles, calculation of intensity of scattered light, calculation of velocity and particle size The temperature measurement of the particles when they collide with the substrate includes the emission of molten particles, the extraction of 2 wavelengths, the intensity ratio, and the temperature measurement of particles. (2)Now, we are developing a new system for the detection of He-Ne laser, photoelectron beam splitter, photomultiplier tube and laser beam splitter.

项目成果

S.Takenoiri,A.Yamamoto,and T.Yoshida: "“Integrated Fabrication Process for Solid Oxide Fuel Cells Using Hyabrid Plasma Spraying"" Proc.the Third Japan International SAMPE Symp.Japan. 1. 1114-1119 (1993)

S.Takenoiri、A.Yamamoto 和 T.Yoshida：“使用混合等离子喷涂的固体氧化物燃料电池的集成制造工艺”，Proc.the Third Japan International SAMPE Symp.Japan 1. 1114-1119 (1993)。