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衝突噴流による高温面の急速冷却に関する研究均一核生成とライデンフロスト温度について

撞击射流快速冷却高温表面的均匀成核和莱顿弗罗斯特温度的研究。

基本信息

批准号：
04F04342
负责人：
門出政則
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Saga University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

衝突噴流による高温面の急速冷却に関する前年度の実験データの解析と整理および論文の作成を主に行った.実験範囲は,噴流速度3-15m/s,噴流液温20-95℃,噴流径2,3mm,高温面温度250-600℃,高温面材質,銅,黄銅,炭素鋼の3種類で,試験流体として水を用いている.研究成果を報告するための講演論文の作成と国際会議にて3件の発表を行った.また,これらの成果をまとめてInt.J.Heat and Mass Transferに論文を投稿し,受理されている.その内容の概要は,高温加熱面を衝突噴流で冷却するとき,冷却開始すなわち高温面の濡れ開始の状況は,高温面の温度が熱力学的過熱限界温度以上にある場合でかつ冷却能力が大きい場合とそれ以外では大きく異なることを高速ビデオカメラでの観察から明らかにした.安定な濡れが確保され,更にその濡れ面は急速に拡大を始めるまでの時間(滞在時間と呼ぶ)について,検討し,多くの実験データを基にその予測式を提案するに至っている.高温面に噴流が衝突した直後の数μsでは,急激な蒸気の発生後,その蒸気によって高温面は濡らされない状態となっている.そして,この数μsでの固液の接触中に伝えられる熱流束と温度の伝搬深さは数ナノmのオーダーとなっている.この数ナノmの液層が急激に加熱され,自発核生成の状態となっている可能性が高いことを見出した.自発核生成を決定する物理量が,単に温度だけであるのか必要なエネルギー(熱)量であるのかについては,今後更に検討する必要があることを指摘している.

Rapid cooling of high temperature surfaces in the event of a conflict jet is required for the analysis and preparation of the previous year's work. The jet velocity is 3-15m/s, the jet liquid temperature is 20-95℃, the jet diameter is 2,3 mm, the high temperature surface temperature is 250-600℃, the high temperature surface material is copper, brass and carbon steel, and the test fluid is mixed with water. The research results are presented in three presentations at international conferences. Int. J. Heat and Mass Transfer Papers submitted, accepted and published. Summary of the contents: high temperature heating surface, collision jet, cooling, cooling start, high temperature surface, cooling start, high temperature surface, temperature above thermodynamic superheat limit temperature, cooling capacity, cooling capacity. The stability of the system is guaranteed by the fact that the system is not stable, and that the system is not stable at all. Several μs after the collision of the high temperature surface jet, the steam generated after the rapid excitation, the steam generated after the high temperature surface. In solid-liquid contact for several μs, the heat flux and temperature transfer depth are measured. The liquid layer of this kind is heated rapidly, and the possibility of spontaneous nuclear formation is high. The physical quantity that determines the generation of self-generated nuclei is determined by the temperature and the amount of heat necessary for the generation of self-generated nuclei.