超流動ヘリウムの沸騰熱伝達とそれに伴う振動/カオス現象の研究

超流氦沸腾传热及相关振动/混沌现象的研究

• 批准号: 02F02106
• 负责人: 村上 正秀
• 金额: $ 0.26万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F02106/
• 关键词: 超流動液体ヘリウム; 沸騰; カオス; 熱伝達係数

実験は、ステンレス薄膜(10ミクロン厚)に細いスリットを入れてジグザグに整形して作った。これは、事実上平面ヒータと見なすことが出来ることが確かめられた。沸騰中のヒーターの平均表面温度はその電気抵抗変化から求めることが出来、これより、周囲のHe IIの温度や圧力等のいろいろな熱力学条件下において、沸騰状態における熱伝達係数を求めることが出来る様になった。同時にヒーターのすぐ上方で、沸騰に誘起されて起こる温度と圧力の変動も測定された。測定データから、上記の温度と圧力の変動は高度な相関をもっており、さらにその変動は可視化画像に見られるほぼ周期的な蒸気泡変形、急激な膨張と収縮の繰り返し、等とも同期していることが確かめられた。その内、大振幅変動については、カオス解析の観点からも解析され、各測定値の相互関係が詳しく調べられた。膜沸騰状態下での熱伝達係数は、ヒーター上方で計られた温度と圧力の変動にも強く依存することが分かった。3種類の膜沸騰状態、ノイジー、遷移状態、サイレントの各膜沸騰、における熱伝達係数の測定からは、沸騰状態はヒータ位置の静圧(液面からの深さに比例)に依存してそのモードが明らかに変わるが、熱伝達係数はそのモードに余り依存せずに大体同一であり、殊にλ点に近い温度では修正されたBreen-Westwater相関式で統一的に良く記述されることが確認された。さらに、これら沸騰モード間の分布マップも、温度-静圧-熱流束からなる、3次元表現として求められた。これら沸騰モードの差異は、その状態、特に蒸気-液界面の安定/不安定性に起因することも分かった。

Experiment with れてジグザグに, ステ, レス, レス film (10 ロ ロ, ロ thickness)に fine スリットを スリットを into れてジグザグに shaping て for った. <s:1> れ められた, the fact is on the plane ヒ タと タと タと see なす とが とが come out る とが とが indeed なす められた. Boiling in の ヒ ー タ ー の average surface temperature は そ 気 の electricity resistance - the か ら o め る こ と が, こ れ よ り, zhou 囲 の He II や の temperature pressure etc. の い ろ い ろ な thermodynamic conditions に お い て, boiling state に お け る hot を 伝 of coefficient for め る こ と が out る others に な っ た. Above at the same time に ヒ ー タ ー の す ぐ で, boiling に induced さ れ て up こ と る temperature pressure の - determination of dynamic も さ れ た. Determination デ ー タ か ら, written と の temperature pressure の - move は highly な phase masato を も っ て お り, さ ら に そ の - move は visual portrait に see ら れ る ほ ぼ cycle な evaporate 気 bubble - shape, sharp shock な expansion と 収 shrinkage の Qiao り return し, such as と も period し て い る こ と が か indeed め ら れ た. , large amplitude variations within そ の に つ い て は, カ オ ス parsing の 観 point か ら も parsing さ れ, the determination of numerical の mutual masato が detailed し く adjustable べ ら れ た. Film boiling condition で の hot 伝 coefficient は, ヒ ー タ ー で above meter ら れ と た temperature pressure の - move に も strong く dependent す る こ と が points か っ た. 3 kinds film boiling state, ノ の イ ジ ー, migration status, サ イ レ ン ト の each film boiling, に お け る hot 伝 da coefficient の か ら は, boiling state は ヒ ー の static 圧 タ position (liquid level か ら の deep さ に) に dependent し て そ の モ ー ド が Ming ら か に - わ る が, hot 伝 coefficient は そ の モ ー ド more than に り dependent せ ず に roughly the same で あ り, extremely に lambda point near い temperature に で は correction さ れ た Breen - Westwater phase masato account type で unified good に く さ れ る こ と が confirm さ れ た. さ ら に, こ れ ら boiling モ ー ド の distribution between マ ッ プ も, temperature - static 圧 - heat flux beam か ら な る, 3 dimensional performance と し て o め ら れ た. こ れ ら boiling モ ー ド の difference は, そ の state, steaming に 気 - liquid interface の stability/labile cause に す る こ と も points か っ た.

项目成果

Experimental Study of Heat Transfer from Stainless Steel Foil in He II during Film Boiling State

不锈钢箔在He II 膜沸腾状态下传热的实验研究

• 发表时间: 2004
• 期刊: Adv.Cryo.Engineering 49B
• 作者: P.Zhang