沸点以上の高温面における接触角の測定

测量沸点以上高温表面的接触角

• 批准号: 08750228
• 负责人: 永井 二郎
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: University of Fukui
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750228/
• 关键词: 接触角; 沸騰; 蒸発; 界面張力; 表面

過熱面上での3相界線の動力学および伝熱機構を考える際の基礎データとして、過熱面上の水の接触角を測定することを目的とし、以下の2通りの実験を行った。1つ目は、液体が沸騰しにくように鏡面仕上げされた種々の固体面上に水滴を置き、横方向から液滴形状をビデオ撮影することにより、平衡接触角、および静的・動的な前進・後退接触角を測定した。この実験は主に沸点以下の温度領域を対象としている。なお、測定はアルゴンガス雰囲気中で行い、固体面・液滴・雰囲気温度が等しくなるよう調整した。2つ目は、種々の過熱面を用い二次元高サブク-ル沸騰を実現し、発生する定在的な気泡形状をビデオ撮影することにより平衡・前進・後退接触角を測定した。この実験は主に沸点以上の温度領域を対象としている。得られた知見は以下のようにまとめられる。1.沸点以下の温度領域では、固体面の種類によらず、系の温度上昇にともない平衡接触角は減少する傾向を見せた。前進・後退接触角については、絶対値は後退接触角<平衡接触角<前進接触角の順になっているが、すべて同様の温度依存性を示した。また、静的・動的接触角の値にはほとんど差は見られなかった。2.沸点以上の温度領域(過熱面)に関して、二次元高サブク-ル沸騰中の気泡形状から、平衡接触角および動的な前進・後退接触角を測定することができた。また、それらの接触角の値には大きな差が見られず、温度依存性(100〜115℃の範囲内)も極わずかであった。3.ヤングの式をもとに実験結果を検討した結果、固液界面張力は温度上昇とともに一定または減少するものと考えられる。.2種類の実験の結果を比べると、金属面(Cu,Al,SUS304,単検出サファイア)については沸点前後で接触角の値は連続的であるが、非金属面(石英ガラス,PTFE)については値が不連続であった。

以下两个实验的目的是在考虑三相边界动力学和过热表面传热机制的情况下测量水在过热表面的接触角作为基础数据。第一种方法是将水滴放置在具有镜面光洁度的各种固体表面上，以防止液体沸腾，并从横向记录水滴形状的视频，并测量前进和后退接触角。本实验主要针对沸点以下的温度范围。测量在氩气气氛中进行，并将固体表面、液滴和气氛的温度调整为相等。其次，我们使用各种过热表面实现了二维高过冷沸腾，并通过拍摄生成的直立气泡形状来测量平衡接触角、前进接触角和后退接触角。本实验主要针对沸点以上的温度范围。所得结果可总结如下。 1.在沸点以下的温度范围内，无论固体表面的类型如何，随着体系温度的升高，平衡接触角均呈现减小的趋势。关于前进接触角和后退接触角，绝对值的顺序为后退接触角<平衡接触角<前进接触角，但都表现出相似的温度依赖性。此外，静态和动态接触角的值几乎没有差异。 2. 在沸点以上的温度区域（过热面），我们能够测量二维高过冷沸腾过程中气泡形状的平衡接触角和动态前进和后退接触角。此外，接触角值没有显着差异，并且温度依赖性(100～115℃范围内)也非常小。 3.根据杨氏方程检验实验结果，认为固液界面张力是恒定的或随着温度的升高而减小。对比两类实验的结果，对于金属表面（Cu、Al、SUS304、单检蓝宝石），接触角值在沸点附近连续，但对于非金属表面（石英玻璃、PTFE）则接触角值在沸点附近连续。值是不连续的。