壁面に衝突した液滴の伝熱現象の数値解析 Numerical Analysis of Heat Transport Phenomena during the Collision of a Liquid Droplet on a Substrate

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著者

    • 深井 潤 FUKAI Jun
    • 九州大学大学院工学研究科化学システム工学専攻 Department of Chemimal Systems and Engineering, Kyushu University
    • 椎葉 祐二 SHIIBA Yuji
    • 九州大学大学院工学研究科化学システム工学専攻 Department of Chemimal Systems and Engineering, Kyushu University
    • 田中 充 [他] TANAKA Mitsuru
    • 九州大学大学院工学研究科化学システム工学専攻 Department of Chemimal Systems and Engineering, Kyushu University
    • 宮武 修 MIYATAKE Osamu
    • 九州大学大学院工学研究科化学システム工学専攻 Department of Chemical Systems and Engineering, Kyushu University

抄録

平板に衝突した液滴の流動・伝熱モデルを開発した.流動モデルには液滴の変形が考慮され, 伝熱モデルには液滴と平板内の伝熱が考慮されている.モデルを有限要素法を用いて数値的に解いた.<BR>溶融すず滴が種々の平板に衝突する場合について計算を行った結果, 以下のことが明らかとなった.<BR>1) 平板上を広がる液滴の周辺部は中央部より早く冷却される.<BR>2) 液滴と平板の初期温度および熱物性値が固液界面温度に及ぼす影響は, 温度の異なる2枚の半無限固体を接触させた時の解析解を用いて評価できる.<BR>3) 液滴-平板間の熱伝達は, 平板内部の伝導伝熱に支配される.<BR>4) 衝突速度の増加は液滴-平板間の熱伝達量を増加させる.これには, 対流伝熱量の増加より伝熱面の拡大が大きく寄与している.

Fluid flow and heat transport phenomena of a liquid droplet colliding with a substrate are modeled. The fluid flow model accounts for the deformation of the droplet. The heat transfer model accounts for heat transfers within the droplet and the substrate. The mathematical models are numerically solved using a finite element method.<BR>Calculations are performed for the case where a molten tin droplet impacts various substrates. As a result, the following conclusions were obtained : <BR>1) The periphery of the spreading droplet is more rapidly cooled than the central region.<BR>2) The effects of initial temperatures and thermophysical properties of the droplet and the substrate on the temperature at the liquid-solid interface can be assessed using the analytical solution for the case where two infinite solids of different initial temperatures are contacted.<BR>3) Heat transfer rate at the liquid-solid interface is dominated by the heat conduction within the substrate.<BR>4) The heat transfer rate at the liquid-solid interface increases with increasing preimpact velocity of the droplet. The increase of the heat transfer rate is due to enlargement of the heat transfer area rather than improvement of convectional heat transfer within the droplet.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 23(6), 878-884, 1997-11-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  6件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002768431
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4334861
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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