冷却壁面における水蒸気凝縮に与えるエバネッセント波の影響

倏逝波对冷却壁上水蒸气凝结的影响

• 批准号: 09875057
• 负责人: 山田 純
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875057/
• 关键词: エバネッセント波; 水蒸気; 凝縮; くもり; 分子運動

冷却壁への水蒸気凝縮は,運動エネルギーの低い水蒸気分子が壁面に吸着することにより生じると考えられる.本研究では,水蒸気分子を誘電体表面に発生するエバネッセント波により活性化することにより,誘電体を冷却壁とするその表面への水蒸気凝縮が抑制できるかどうかについて実験的検討を行った.冷却壁表面にエバネッセント波を発生させるために,冷却壁には最低辺側を鏡面コートした台形プリズムを用意し,その斜辺から光を入射させて短上辺側にエバネッセント波を発生させた.プリズムは,長底辺を冷凍機からの冷媒で冷却されるタンク表面に設置され,熱伝導により冷やされた.光源としては,水蒸気のふく射の吸収スペクトル(1.39μm)を赤外線発信する,出力2mWの半導体レーザーを用いた.また,凝縮量は,He-Neレーザーを冷却壁上面(凝縮面)に照射し,凝縮液滴による散乱光を光電子増倍管で検出することで計測した.冷却壁表面の温度については,エバネッセント波の発生を妨げないように,赤外線画像カメラにより計測した.実験は通常の空気雰囲気中で行われたが,エバネッセント波による冷却壁面への水蒸気凝縮の抑制は観察できなかった.この理由としては,エバネセント波の発生する極めて狭い領域(壁面上1波長程度)において水蒸気分子に十分なエネルギーを供給できないことがあげられるが,その他の理由として,酸素や窒素などの不凝縮気体の影響が考えられる.エバネッセント波により水蒸気分子がエネルギーを得ても,周囲の低エネルギー不凝縮気体分子にエネルギーを吸収されることは十分に考えら,この場合,凝縮は抑制されない.今後は,不凝縮気体を排除した水蒸気雰囲気中でエバネッセント波の凝縮に与える影響を検討する必要がある.

Water vapor condensation of cooling wall, motion generation, adsorption of low water vapor molecules on wall surface. In this study, we investigated the mechanism of inhibition of condensation of water vapor on the surface of an electro-induced cooling wall. The cooling wall surface generates waves on the lowest side of the cooling wall, and the cooling wall surface generates waves on the lower side of the cooling wall. A refrigerator is installed on the surface of the refrigerator, and a heat exchanger is installed on the surface. Light source: water vapor emission absorption spectrum (1.39μm), infrared emission spectrum, output 2mW semiconductor emission spectrum. The condensation quantity is measured by the irradiation of the upper surface of the cooling wall (condensation surface), the scattered light of the condensed liquid droplets and the photoelectron multiplier tube. The temperature of the cooling wall surface is measured by infrared imaging. In general, the cooling wall surface and the water vapor condensation are suppressed by the air conditioning system. The reason for this is that the generation of the wave is extremely narrow in the region (about 1 wavelength on the wall), and the supply of water vapor molecules is very high. In this case, condensation is suppressed. In the future, it is necessary to discuss the influence of condensation and condensation on the elimination of non-condensing substances in water vapor.