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.

我们主要分析并组织了上一年的实验数据，以通过碰撞喷气机和准备好的论文来快速冷却高温表面。实验范围是三种类型：喷气速度3-15 m/s，射流液体温度20-95°C，射流直径为2,3 mm，高温表面温度250-600°C，高温表面材料，铜，黄铜和碳钢，以及用作测试液。我们准备了一份讲座论文来报告研究结果，并在国际会议上介绍了三个演讲。我们还将这些结果概括为Int.J. -Heat和Mass A纸已提交转让，并已被接受。文章的摘要是从用高速摄像机观察中揭示的，即当高温加热表面被碰撞喷气冷却时，即冷却开始的情况，即在高温表面上润湿的开始，与高温表面高于热能的能力的温度大于热能的高度降温和凉爽的温度与凉爽的温度显着不同。确保了稳定的润湿过程，并检查了润湿表面快速扩展（称为停留时间）所需的时间，并根据许多实验数据提出了预测公式。射流与高温表面发生碰撞后的几μs，蒸汽不会被蒸汽润湿。在几个纳米的固体液体接触过程中，在固定液体接触期间传播的热通量和温度传播深度在几个纳米范围内。已经发现，几个纳米的液态迅速加热，并且可能处于自发成核的状态。可以指出的是，将来需要进一步考虑确定自发成核的物理量仅仅是温度还是所需的能量量（热）。