回転水中紡糸法の模擬実験による急速冷却の研究

水下旋转旋转法快速冷却模拟实验研究

• 批准号: 06750210
• 负责人: 山城 光
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750210/
• 关键词: 回転水中紡糸法; 熱伝達; 急速冷却; 模擬実験

本研究は、アモルファス金属細線の製造法の一つである回転水中紡糸法における伝熱特性を模擬実験により明らかにすることを目的として行ったものである。実験は、溶融金属ジェットを模擬して円弧状に保持したB熱伝対素線(直径0.5mm)を通電加熱した後、回転ドラムの内側に形成された水層内に、一定の回転速度で浸漬冷却する方法である。細線の入射角度23°、細線の回転速度3〜9m/s、水層表面の流速5〜9m/s(ドラム回転速度202〜364rpm)、初期加熱温度1000,1200℃、水温10,40℃の実験条件で行い、以下のことが明らかになった。1.写真観察によると、細線の水中突入直後の後流域には空気の巻き込みおよび発生蒸気によるシートが形成されており、実際の製造プロセスに近い様相を示していた。2.水平細線の垂直落下浸漬冷却の実験における熱流束は入水直後に急激に上昇するのに対して、本実験ではかなり緩やかである。これは、線の軸方向の熱伝導と後流部に形成される蒸気シートが原因であると考えられる。3.入水後しばらくは熱伝達に及ぼすドラム回転速度の影響はほとんど認められない。しかし、ドラム底面に近づくにつれて、回転速度が大きいほど熱流束が大きくなる。4.細線の回転速度V_f=6〜9m/sの場合の熱流束は単調に増加するのに対して、V_f=3m/sでは増加して極大点に達した後、減少する。今後、塩類水溶液による伝熱促進効果について検討するとともに、現象の解明を進める予定である。

本研究的目的是通过模拟实验阐明旋转水下纺丝法中的传热特性，该法是生产非晶金属细丝的方法之一。在实验中，将B热电偶线（直径0.5毫米）保持为弧形，模拟熔融金属射流，通过电加热，然后在转鼓内部形成的水层中以恒定的旋转速度加热。一种浸入式冷却方法。细线入射角23°，细线转速3～9m/s，水层表面流速5～9m/s（滚筒转速202～364rpm），初始加热温度1000、1200℃，水温10 ，40℃，在以下条件下进行实验，并得到以下结果。 1. 根据照片观察，细线入水后，下游区域立即通过空气夹带形成片材并产生蒸汽，呈现出与实际制造过程相似的外观。 2.水平细线的垂直浸没冷却实验中的热通量在进入水中后立即迅速增加，但在本实验中它是相当渐进的。这被认为是由于金属丝轴向上的热传导和尾流中形成的蒸汽片所致。 3、入水一段时间后，滚筒转速对传热几乎没有影响。然而，随着转速增加，热通量随着转速接近滚筒底部而增加。 4.当细丝转速V_f=6~9m/s时，热通量单调增加，而在V_f=3m/s时增加，达到最大值，然后减小。未来，我们计划研究盐水溶液的传热促进效应，并进一步阐明这一现象。