過熱面上の固液接触様相とフラクタル次元の関連に関する研究

过热表面固液接触方式与分形维数关系研究

• 批准号: 06855027
• 负责人: 永井 二郎
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06855027/
• 关键词: 沸騰; フラクタル; 固液接触

核沸騰から遷移沸騰域における沸騰熱伝達機構解明を最終目標として、透明で良熱伝導性の単結晶サファイアを伝熱面とした飽和R113のプール沸騰における固液接触様相観察実験を行った。全反射を利用した観察技術により、伝熱面上の乾き部分(気泡底部あるいは遷移沸騰域における乾燥面)と濡れ部分を明瞭に区別できる画像(毎秒500コマ)を核沸騰から遷移沸騰域にわたる広範囲について得ることが出来た。得られた画像から、本研究テーマにあるように、固液接触様相とフラクタル次元の関連を調べた。具体的には、各過熱度における伝熱面上の個々の乾き部分(核沸騰領域では主に気泡底部、遷移沸騰領域では気泡底部あるいは伝熱面全体にわたる乾燥面)の等価直径dの確率密度関数p(d)からフラクタル次元Dを次式により概算した。p(d)∝d^<-(D+1)>得られた確立密度関数p(d)は、両対数グラフ上にプロットするとほぼ直線上に位置しておりp(d)≒C・d^<-(D+1)>と近似できた。ただし、ある直径d_b(本実験の場合およそd_b=0.8mm)以下ではフラクタル次元Dがマイナスになるため、この領域のデータは考慮外とした。核沸騰領域では、フラクタル次元Dは過熱度の増大とともに減少し、8から2(CHF点)という値をとった。遷移沸騰域では、CHF点での値2から大きくは変化しないが、過熱度の増大とともにわずかに減少し2から1.5という値をとった。フラクタル次元は、その系の自由度(支配的な独立変数の数)を表すと言われているが、本実験結果から定性的に考察すれば、プール沸騰系では過熱度の増大とともにその自由度が減少しより秩序のある現象に移行していると考えられる。フラクタル次元の値そのものに具体的にどのような意味があるのかは現在検討中である。

Nucleation boiling, migration boiling, heat transfer mechanism, final purpose, transparency, good heat conductivity, crystallization, saturation, R113, solid-liquid contact mechanism, etc. The total reflection technology is used to detect the dry part on the hot surface (the bottom of the bubble) and the dry part on the hot surface (the bottom of the bubble). The relationship between solid-liquid contact and color was studied. Specific, each degree of superheat on the heat surface of a dry part (nuclear boiling field, the main bubble bottom, migration boiling field, the bubble bottom, the whole heat surface, the dry surface) of the equal diameter d and the accuracy density p(d). p(d) ∞ d^<-(D+1)> is obtained by establishing the density relation p(d), p(d). The diameter d_b(in this case d_b=0.8mm) is below the dimension D_b(in this case d_b). Core boiling domain Transfer boiling range, CHF point 2 The degree of freedom of the system (the number of independent variables dominated) is expressed in terms of the degree of superheat, the degree of freedom of the system is increased, and the degree of freedom of the system is decreased. The meaning of the word is: