【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.31】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23KT1119
利用課題名 / Title
壁面衝突液噴流が形成する液膜の伝熱特性に対する表面粗さの影響
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
表面粗さ計測,金属板,急冷過程,3次元測定レーザー顕微鏡,冷却試験
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
林 潤
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院エネルギー科学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
水越 駆
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
金属板の急冷過程における金属板の表面粗さの影響を明らかにすることを目的に，異なる表面粗さを持つ金属板を３枚用意し，冷却試験を行った．その際に，金属板の表面粗さ測定を3次元測定レーザー顕微鏡を用いて行った．
実験 / Experimental
金属板の任意の三ヵ所において算術平均粗さRaを計測することで，実験の指標とした．測定結果は，0.2, 2, 20 µmであった．図1に実験に用いた金属板の表面粗さの顕微鏡写真を示す。
図2に示す実験装置において，金属板は下部に設置されたヒータにより300℃程度まで加熱される．加熱された金属板に対し斜め衝突噴流による冷却を行い，その様子を高速度カメラにより可視化，赤外線カメラにより温度計測を行う．図2に実験に用いた金属板の表面粗さの顕微鏡写真を示す。
結果と考察 / Results and Discussion
(1) 高速度カメラによる可視化により，Raが異なることにより過熱壁面上における液膜の発達が異なり，Raが大きいほど液膜が流れ方向と垂直に広がりやすいことがわかった．
(2) 各位置において最大熱流束値を達成するときの壁面過熱度を比較することにより，噴流の影響の小さい領域においては，Raが大きいほど核沸騰から遷移沸騰，遷移沸騰から膜沸騰への遷移が低過熱度で起きることがわかった．
(3) 対流熱伝達領域では，表面粗さが大きくなり伝熱面積が増大することにより，伝熱が促進されることがわかった．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 (a) Direct image and (b) microscope images of test plates
図2 実験装置の概略図
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件