極小熱流束点をはさむ膜沸騰、遷移沸騰における固液の接触状況と伝熱機構の実験的研究

夹着最小热流密度点的薄膜沸腾和过渡沸腾固液接触情况及传热机理实验研究

• 批准号: 63550156
• 负责人: 庄司 正弘
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63550156/
• 关键词: 膜沸騰; 遷移沸騰; 固液接触; 極小熱流束; 極大熱流束; 温度変動

直径100mmの銅製過熱面を用い、大気圧下で水の沸騰実験を行い、膜沸騰から遷移沸騰にかけての伝熱機構、特に固液接触と熱伝達について研究した。この大きさの加熱面では、加熱面周辺の影響はない、実験では、非定常法により沸騰曲線を得ると共に、各沸騰領域において加熱面の温度変動をマイクロサーモカップルにより詳細に調べた。膜および核沸騰域では、温度はほぼ一定し変動は少ない。これに比べ、遷移沸騰域では大きく変動し、特に、平均的温度は連続したものではなく、あるところでジャンプすることがある。この事実は、最近発表されたウィッティらの仮説(遷移沸騰には機構の異なる2つのものが存在するとの説)と関連し興味ある結果である。遷移沸騰域において、温度変動から局所的な熱流束変動を計算したところ、熱流束は時々刻々大きく変動しており、上限は核沸騰の延長に、また下限は膜沸騰の延長にあることが判明した。一方、遷移沸騰においては、局所における加熱面の温度変動は実験ごとに様々となる。このことは、遷移沸騰においては面上の状態は一様ではなく、空間的な分布のあることを意味している。従来知られるカリニンの考えに基づいて、液体の接触面積割合を計算したところ、遷移沸騰の大部分で1%程度であり、極大熱流束点近傍でやっと約70%となる。この結果は、先に電気触針法により実測した値と非常に近い。ところで、上記の結果は液体が比較的ぬれ易い面の場合のものである。接触角が大きくなると、膜沸騰がなかなか消滅せず、過熱度にして約20Kに至った後、核沸騰へ遷移する、数多くの実験の結果から、こうした状態に至るのは接触角が90度以上の場合に限られるようである。この事実は、遷移沸騰は単に固液の接触というだけでなく、ぬれ方に強く支配されることを示しており、従来報告のない興味ある事板であり、この点さらに将来詳細な研究が必要である。

100 mm diameter の copper surface overheat を い, big 気 圧 で の boiling water under be 験 を い, film boiling か ら migration boiling に か け て の 伝 と hot hot institutions, special に solid-liquid contact 伝 da に つ い て research し た. こ の big き さ の heating surface で は, heating surface weeks 辺 の influence は な い, be 験 で は, unsteady に よ り を boiling curve to る と に, various boiling に お い て の heating surface temperature variations dynamic を マ イ ク ロ サ ー モ カ ッ プ ル に よ り detailed に adjustable べ た. The membrane および nuclear boiling domain で and the temperature ほぼ ほぼ are definitely invariant with less な および. こ れ に than boiling べ, migration domain で は big き く - し, に, average temperature, は even 続 し た も の で は な く, あ る と こ ろ で ジ ャ ン プ す る こ と が あ る. こ の things be は, recently 発 table さ れ た ウ ィ ッ テ ィ ら の 仮 said (migration boiling に は institutions の different な る 2 つ の も の が exist す る と の] と masato even し tumblers あ る results で あ る. Domain migration boiling に お い て, temperature variations か ら bureau な heat - beam actuator を computing し た と こ ろ, large heat flux when は 々 beam carved 々 き く - move し て お り, ceiling は nucleate boiling の prolong に, ま た floor film boiling の は extended に あ る こ と が.at し た. One side, migration boiling にお にお て て, local station における heating surface <s:1> temperature variation <e:1> experiment ごとに sample 々となる. こ の こ と は, migrate, boiling に お い て の は surface state は others で は な く, spatial distribution of な の あ る こ と を mean し て い る. 従 to know ら れ る カ リ ニ ン の exam え に base づ い て, liquid の contact area cutting simulation を し た と こ ろ degree of 1%, most of the migration boiling の で で あ り, maximum heat flux beam point nearly alongside で や っ と about 70% と な る. The <s:1> <s:1> result of によ and the actual measured <s:1> value by the に electrical touch method によ によ と are very に close to と. Youdaoplaceholder0 ろで, the above record of the <s:1> result of the が liquid が comparison of the ぬれ easy to clean surface <s:1> occasions <s:1> ろで である である である である である である. Large contact Angle が き く な る と, film boiling が な か な か eliminate せ ず, degree of superheat に し に to っ て around 20 k, nucleate boiling after た へ migration す る, more く の be 験 の results か ら, こ う し に た state to る の は contact Angle が above 90 degrees の occasions に limit ら れ る よ う で あ る. こ の things be は, migrate, boiling は 単 に solid-liquid の contact と い う だ け で な く, ぬ れ strong party に く dominate さ れ る こ と を shown し て お り, 従 to report の な い tumblers あ る matter plate で あ り, こ の point さ ら に future detailed study な が で necessary あ る.

项目成果

庄司正弘: 日本伝熱シンポジウム講演論文集. 26. (1989)

Masahiro Shoji：日本传热研讨会论文集 26。（1989）。