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マイクロ波加熱時における不均質核生成と突沸現象

Heterogeneous nucleation and flashing in microwave heating

小林 昌平*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 藤原 広太*; 弗田 昭博*; 瀬川 智臣 ; 川口 浩一  ; 石井 克典 

Kobayashi, Shohei*; Abe, Yutaka*; Kaneko, Akiko*; Fujiwara, Kota*; Futsuta, Akihiro*; Segawa, Tomoomi; Kawaguchi, Koichi; Ishii, Katsunori

核燃料サイクルにおいて、マイクロ波加熱脱硝法が利用されている。マイクロ波加熱時の突沸及び吹き零れの発生を防止するため、突沸現象のメカニズムの解明を目的として、不均質核生成における気泡核生成頻度に着目し、溶液内で生じる気泡について考察を行った。可視化観察結果から、単一気泡下部において新たな気泡が生じている様子を確認した。この気液界面で生じる気泡は不均質核生成に起因すると考えられる。また、計算結果から、大きい接触角で気泡が生成していることが明らかになった。気液界面において気泡が多数発生していることが示唆され、過熱液相中で不均質核生成により生成した多数の気泡が突沸の発生に影響を及ぼしていると考えられる。

The microwave heating denitration method is used in the nuclear fuel cycle. To clarify the mechanism of flashing phenomena during microwave heating, it was focused on the frequency of bubble nucleation in heterogeneous nucleation and considered the bubbles generated in the solution. From the visualization observation results, it was verified that a new bubble was generated below the single bubble. The bubbles generated at the gas-liquid interface are considered to be caused by heterogeneous nucleation. Moreover, the calculation results revealed that bubbles were generated at a large contact angle. It is suggested that many bubbles are generated at the gas-liquid interface, and many bubbles generated by heterogeneous nucleation in the superheated liquid phase influence the generation of flashing.

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