著者

村井 祐一 田坂 裕司 北川 石英 石川 正明 武田 靖 武田 靖

出版者

北海道大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2009

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マイクロバブル混合液体の層流域から乱流域までのレオロジー特性を実験的に研究したものである.層流域では,非定常なせん断応力場において気泡形状と応力の関係に非平衡性が表れる場合,平衡を仮定した実効粘度よりも10倍以上大きな運動量伝達特性をもつことがわかった.遷移域では周波数の変調による乱流への初期遷移が抑制されることがわかった.また乱流域では乱流渦干渉による乱流エネルギー低下,気泡クラスタリングによる新しい境界層構造の出現や伝熱促進が観測された.

著者

児玉 良明 高橋 孝仁 牧野 雅彦 北川 石英 堀 利文

出版者

公益社団法人 日本マリンエンジニアリング学会

雑誌

マリンエンジニアリング (ISSN:13461427)

巻号頁・発行日

vol.39, no.3, pp.192-196, 2004-03-01 (Released:2010-05-31)

参考文献数

15

著者

村井 祐一 石川 正明 田坂 裕司 熊谷 一郎 北川 石英 大石 義彦

出版者

北海道大学

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

2012-04-01

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2011年の大震災以来,エネルギーの効率的な生産と効果的な利用が,持続可能な社会を目指す上で早急に実現すべき人類の課題として最重要視されてきた.このうち海運分野で重責を担う革新的省エネ技術が,二相流を利用した乱流摩擦抵抗低減技術である.船舶の10%の抵抗低減が世界全体で2GW(年間CO2換算で2100メガトン)の省エネを実現する.本課題では,高レイノルズ数環境にある二相流力学的な「摂理」(多次元性,マルチスケール性,ならびに著しい非定常性・不規則性)を真正面から扱い,5%以下の僅かなボイド率で30%以上の正味抵抗低減率を「常に」得るような二相乱流のスマート制御を達成した.

著者

北川 石英 山本 和明 村井 祐一

出版者

The Japan Society of Mechanical Engineers

雑誌

日本機械学会論文集 B編 (ISSN:03875016)

巻号頁・発行日

vol.78, no.793, pp.1539-1549, 2012

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This paper describes effects of microbubble injection on natural convection heat transfer from a vertical heated plate in water. Thermocouples are used for the temperature measurement and an image processing technique is used for obtaining the bubble diameter, the bubble velocity and the bubble layer thickness. The working fluid used is tap water, and hydrogen bubbles generated by electrolysis of the water are used as the microbubbles. For a constant bubble flow rate and a constant wall heat flux, in the laminar and transition regions, the heat transfer coefficient is significantly increased by the microbubble injection (The ratio of the heat transfer coefficient with bubble injection to that without injection is 1.6-2.0 in both regions). The heat transfer enhancement in the laminar region results from both the forced-convection and mixing effects due to microbubble injection. On the other hand, the heat transfer enhancement in the transition region is mainly affected by acceleration of the transition to turbulence due to microbubble injection.

著者

北川 石英 奥 達明 大里 拓也 村井 祐一

出版者

一般社団法人 日本機械学会

雑誌

日本機械学会論文集 (ISSN:21879761)

巻号頁・発行日

vol.80, no.811, pp.TEP0044-TEP0044, 2014 (Released:2014-03-25)

参考文献数

18

被引用文献数

1 1

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This paper presents the temperature and velocity measurements to clarify effects of inclination angle of a heated plate φ on natural-convection heat transfer enhancement by millimeter bubbles. In the range 0≤φ≤30˚, the heat transfer coefficient with bubble injection is much higher than that without injection, and the ratio of the heat transfer coefficient with bubble injection to that without injection (heat transfer coefficient ratio) ranges from 3.0 to 5.0. This is due to enhancement of both the transport of the warm liquid toward the downstream region and the mixing of warm liquid and cool liquid. The former results from the bubble-induced liquid entrainment, and the latter is mainly due to the increase in the liquid velocity fluctuation induced by a combination of the bubble motion and the vortex shedding from the bubble interface. Moreover, the significant bubble-induced liquid entrainment and the unsteady vortex occur near the heated wall at higher inclination angle of the heated plate. Hence, the heat transfer coefficient ratio increases with increasing inclination angle of the heated plate.