Hefei University of Technology等の研究グループが、溶融した金属に衝突する水滴の様子を観察しました。
この研究成果は、European Journal of Mechanics-B/Fluidsに掲載されています。
この記事は下記論文の紹介記事です。
論文：
Wang, Chenxi, et al. "Comparative study of water droplet interactions with molten lead and tin." European Journal of Mechanics-B/Fluids (2019).
冷却剤と溶融金属間のストリーム爆発に関する研究は、産業の安全性における事故防止にとって大きな意味を持っています。
同研究グループは、高速度カメラを使用して、溶融鉛およびスズと水滴の相互作用について観察しました。
実験では、水滴の落下高さや溶融金属の厚さなどのパラメータに注目して行っています。
調査の結果は、溶融鉛とスズの両方と水滴の相互作用で、液滴の分裂、バブル、クラウンの3つの衝突現象を確認しました。
発生するクラウンの高さは、水滴の落下高さが増加するにつれて増加します。
ただし、溶融金属の厚さが増加するにつれて、最初に減少し、次に比較的安定します。
特に、溶融鉛とスズの密度、粘度、表面張力が異なるため、現象の進展と状況、水滴の蒸発時間、クラウンの高さなどに大きな違いが見られました。
また、衝突時に鉛の表面に小さな気泡と追加の液柱が現れることを確認しました。
さらに、溶融鉛での水滴の蒸発時間は、溶融スズでの蒸発時間よりわずかに短いことも確認しています。
発生するクラウン高さを比較した場合、水滴と溶融鉛との相互作用における最大クラウン高さは、水滴と溶融スズとの相互作用よりもはるかに低くなります。