Measurement of surface heat flux and surface temperature in nucleate pool boiling using micro-thermocouples

沸騰サイクルにおける表面温度・表面熱流束の計測

Liu, W.; 高瀬 和之

Liu, W.; Takase, Kazuyuki

沸騰メカニズムを定量的に評価することを目的として、表面温度,表面熱流束を高密度かつ高速度で同時計測できるシステムを開発した。本計測システムは、高速度で熱起電力を記録する一次系と、二層での多チャンネルの熱起電力データをもとに、加熱面表面温度と熱流束の変化を計測するための逆問題解析を含む2次系から構成される。現象の早い非定常沸騰サイクルを追従するために、二層に渡り熱電対素子を伝熱ブロック内部に高密度に装着する技術を開発し、共同陽極を持つ微細T型熱電対を開発した。本計測システムを用いて、沸騰サイクルにおける気泡真下の表面熱流束と表面温度を計測した。大きな気泡の形成に伴う表面温度の低下及び表面熱流束の上昇を計測できた。

A measurement system for surface temperature and surface heat flux was developed to study heat transfer mechanism in boiling process. The system was consisted by two parts: (1) inner block temperatures were measured using micro-thermocouples set at two layers inside heating block; (2) with using the measured temperatures, inverse heat transfer analysis was performed to get surface heat flux and surface temperature. For the inner block temperature measurement, special T-type micro thermocouples with a common positive pole were developed. The developed system was used to research the change of surface heat flux and surface temperature in a boiling process. The experiments showed the developed special T-type micro thermocouples could trace temperature change in boiling process successfully. Increase in surface heat flux with the generation of big bubble was derived successfully.