熱工学ギャラリー ＞ 沸騰・凝縮
灼熱銅球の冷却
   
Keywords【核沸騰】【膜沸騰】 【クエンチ点】 【焼入れ】 |
この動画では，熱した銅球を水で急冷する際に観察される沸騰の様相を紹介する．
直径30 mmの銅球（融点：1085℃）に穴を開け，熱電対を差し込み，ろう付け（融点：約750℃）によって固定した．熱電対の先端は銅球のほぼ中心に位置する．これをガスバーナーで約700℃まで加熱した後，水に浸漬して急冷した．最初は銅球全体が蒸気膜に覆われて，比較的ゆっくりと冷却される膜沸騰が観察された．銅球の温度が徐々に下がると蒸気膜は壊れ，銅球表面と水の接触が多くなる遷移沸騰領域に入り，最後に核沸騰を経て冷却が終わった．
膜沸騰領域では固液の接触がほとんどなく，銅球表面からの熱輸送は蒸気膜を介した熱伝導支配となる．そのため銅球の温度は比較的ゆっくりと下がる．その後，固液が接触する遷移沸騰領域に入ると冷却速度が急に速くなる．この冷却温度が急変する点をクエンチ点，そのときの温度をクエンチ点温度と呼ぶ．製鉄の圧延工程では所望の性質を持つ鋼材を製造するために到達温度や冷却速度の制御が欠かせないので，クエンチ点温度を正確に把握して制御することが重要になる．動画では，周囲の水温の違い（24℃，70℃）による冷却速度とクエンチ点温度の変化も示されている．
この動画をダウンロードすることはできません．ただし，教育目的のために動画ファイルの提供を希望する方は，直接，本コンテンツの投稿者にお問い合わせ下さい．
投稿者情報
九州大学大学院工学研究院機械工学部門 藏田耕作
メール：kurata(a)mech.kyushu-u.ac.jp ※(a)を@に変えてください．
連名者：高松洋，境将貴
この動画は，熱工学コンファレンス2021のOS「熱コレ2021」で発表されました．
著作権について
熱工学ギャラリーで提供される動画，写真， 音声，テキストなどに関する権利は，投稿者に帰属しており，著作権法その他の法令により保護されています．閲覧者によるコンテンツの複製，公開，送信，頒布，修正，改変等は認めていません．また，以下の利用方法を含め，コンテンツを教育目的以外の目的ならびに営利目的で利用することを禁止しています．
(i) 他者への有償での提供
(ii) 営利目的で開催されるイベント等での使用
(iii) 著作権者の権利を侵害する形態での使用（著作者や出演者の意に反する形での改変行為等），または侵害するおそれのある形態での使用
(iv) 公序良俗に反する使用