Heat Transfer Modeling and Verification of Wetting Initiation Point during Unsteady Cooling Process of High Temperature Surface by Boiling

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高温面沸騰冷却時の濡れ開始点条件解明を最終目標として、本研究は目的①と②を設定した。目的①は、局所的濡れが乾燥面に移行する過程の微視的・高速度観察による濡れ開始の実験的把握である。交付申請時点では、耐熱ボアスコープを購入し、試験液体にHFE-7100を用いたスプレー冷却系で実験を行う予定であった。しかし、各種ボアスコープ・マイクロスコープをデモ使用した結果、期待される観察倍率が実現できなかったことと、世界的にHFE-7100の製造・供給がストップしたため、実験内容を変更した。　すなわち、試験液体として水を用いた液滴落下系として、ベローズと拡大用マクロレンズを用いた観察系により、局所的濡れの抑制過程の微視的・高速度観察に成功した。画像計測により、固液接触面の乾燥点（発泡点）数密度と局祖的濡れ領域の時間変化を計測し、固体初期温度の上昇に伴うそれら諸量の定量的変化を評価できた。ただし、加熱用オイルの白濁やオイル沸騰等の発生が原因となって、固体初期温度が270℃以上での観察は実現出来なかったため、期待していた自発核生成による「濡れ→乾き」への移行は観察できなかった。目的②は、固体・液体内の非定常熱伝導と固液界面近傍の自発核生成を連動させた非定常伝熱モデルの改良と、モデル計算による濡れ開始条件の解明である。交付申請時点の予定通り、既存の伝熱モデルに対して、不等間隔格子による計算領域拡大を導入することができた。それにより、固体側の熱容量が増大し、より実現象に近いモデル計算ができるように改良された。