权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

限界熱流束既存モデルの適用限界と新機構の探求

临界热通量：现有模型的应用限制和新机制的探索

基本信息

批准号：
09650226
负责人：
横谷定雄
金额：
$ 2.05万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

沸騰熱伝達における限界熱流束(CHF)の存在は,応用熱機器の熱的破壊に関連した重要現象であるが,その発生機構を説明する有力な学説としてマクロ液膜消耗モデルがある.このモデルは,合体気泡の加熱面滞留時間が,合体気泡底面に存在する液膜の消耗時間より長くなると,加熱面に乾燥が生じ,加熱面の急激な温度上昇をもたらすとするもので,従来,飽和沸騰においてはCHF現象をよく説明することが知られている.しかし,液体の温度が飽和温度よりも低いサブクール沸騰においては,気泡蒸気の凝縮が気泡の成長と離脱を抑制し,極端な場合には,合体気泡の離脱が見られないことがある.しかるに,サブクール沸騰にあってもCHFは現実に観察されることから,マクロ液膜消耗モデルの有効性に関して疑問が提起されていた.本研究では,水平銅製加熱面上の水の沸騰実験を,飽和条件から高サブクール条件まで広く水温を変えて行い,サブクールによるCHFの変化を測定すると共に,高速ビデオを用いて気泡(合体気泡)の生成と離脱の様子を観察し,マクロ液膜消耗モデルの有効性について実験的検討を行った.その結果,マクロ液膜の消耗時間と対比される合体気泡の成長・離脱に関わる時間として,従来採用されていた合体気泡の離脱周期ではなく,加熱面を覆う合体気泡の形成時から離脱開始時(周囲から加熱面への液体供給が始まる時間)までの時間間隔をとり,従来は物性値のみで定まるとされていた加熱面の液体被覆割合に関係する項が熱流束に比例して変化すると考えることによって,少なくとも低サブクール条件下のCHF現象はマクロ液膜消耗モデルで説明しうることを明らかにすることができた.なお,高サブクールにおいては,加熱面全体を覆うような合体気泡の成長はなく,このモデルの前提が成立しない.

The existence of boiling heat flux limited heat flux (CHF) is an important phenomenon related to the thermal breakdown of thermal machines. The residence time of the heated surface of the combined bubble, the consumption time of the liquid film existing at the bottom of the combined bubble, the drying of the heated surface, the rapid temperature rise of the heated surface, the explanation of the CHF phenomenon, etc. The temperature of the liquid is saturated, the temperature is low, the temperature is boiling, the condensation of the gas bubble is condensed, the growth and dissociation of the gas bubble are suppressed, and in extreme cases, the dissociation of the gas bubble is suppressed. For example, if you want to see the effect of CHF, you can ask questions about the effect of CHF on the film consumption. In this study, the boiling behavior of water on a horizontal copper heating surface, saturation conditions, temperature changes, CHF changes, and the formation and dissociation of bubbles in a high speed heating surface were investigated. As a result, the consumption time of the liquid film is compared with the growth and detachment time of the composite bubble, and the detachment period of the composite bubble is adopted. The heating surface is compared with the formation time of the composite bubble and the detachment start time. The time interval between the start of liquid supply to the heating surface and the start of liquid supply to the heating surface is determined by the physical properties of the heating surface and the liquid coating on the heating surface. The CHF phenomenon under the condition of low temperature is explained by the liquid film consumption. All heating surfaces are covered by the high temperature and the high temperature. The premise of bubble growth is established.