十川 悟 (トカワ サトル)

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所属

理工学術院 基幹理工学部

職名

助手

学歴 【 表示 / 非表示

  • 2017年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   大学院基幹理工学研究科   機械科学・航空宇宙専攻  

    博士後期課程

  • 2015年04月
    -
    2017年03月

    早稲田大学   大学院基幹理工学研究科   機械科学専攻  

    修士課程

  • 2011年04月
    -
    2015年03月

    早稲田大学   基幹理工学部   機械科学・航空学科  

  • 2008年04月
    -
    2011年03月

    千葉県立成東高等学校   理数科  

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2018年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   理工学術院   助手

    専任教員

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 2016年04月
    -
    継続中

    着霜除霜研究会

  • 2015年05月
    -
    継続中

    日本冷凍空調学会

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 熱工学

  • 航空宇宙工学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 除霜

  • 冷凍

  • 空調

  • 超撥水

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論文 【 表示 / 非表示

  • Heat transfer enhancement in chilldown process with electrospun nanofiber coating

    Katsuyoshi Fukiba, Satoru Tokawa, Hiroki Kawashima, Hiroki Adachi

    Cryogenics   101   75 - 78  2019年07月  [査読有り]

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    In this study, a method to enhance boiling heat transfer in cryogenic fluids by using nanofiber coating was proposed and validated. For this method, a nanofiber coating of polyvinyl alcohol (PVA) was fabricated on the surface of a copper plate via electrospinning, which is a technique that uses a high-voltage electric field. A chilldown experiment conducted with the copper plate and liquid nitrogen revealed that the nanofiber coating had the potential to reduce the chilldown time drastically. It was observed that the heat flux through the nanofiber-coated plate increased immediately after the chilldown period began, and it exceeded that of the plate without coating for the entire test duration. Consequently, the chilldown (boiling) curve did not have a minimum heat flux point, which is generally seen in pool boiling process. The critical heat flux was twice as large as that of the conventional method with a bare copper plate. Overall, the chilldown curve of the nanofiber-coated plate was distinct from a conventional boiling curve with a bare plate.

    DOI

  • Experimental study of delaying effect of the frost formation on cryogenic heat exchanger tube surfaces using super-hydrophobicity tube by anodic oxidation method

    Satoru Tokawa, Yoshiaki Kinoshita, Takumi Kurata, Ryuma Osumi, Tetsuya Sato

    ACRA 2018 - 9th Asian Conference on Refrigeration and Air-Conditioning    2018年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者

     概要を見る

    JAXA is developing the pre-cooled turbojet engine (PCTJ) operated from sea-level static to Mach 5 with the single mechanism. The key technology of PCTJ is the precooler, which is a heat exchanger to cool down the heated incoming air using liquid hydrogen fuel. Frosting on the precooler tube surface is a major problem and some countermeasures have been proposed such as the liquid oxygen injection, methanol injection, high speed air-jet injection, and so on. However, these methods require additional mechanisms increasing the engine weight with their complicated systems. Here, we focus on the surface treatment that does not need any additional mechanism. We made aluminum super-hydrophobicity tubes treated by anodic oxidation and fluorine addition. Our method attains the super-hydrophobicity with about 157 degrees contact angle. The frost formation test using liquid nitrogen was conducted in the wind tunnel. As the results, the total amount of the frost formation can be reduced by about 17% at maximum compared with the untreated tube. However, little improvement on the heat transfer rate was found because the frost density was reduced by super-hydrophobicity.

Misc 【 表示 / 非表示

  • 核形成理論を用いた数理モデルによる平板上への着霜現象の予測

    倉田 琢巳, 服部 皓大, 堀越大輝, 十川 悟, 佐藤 哲也

    日本冷凍空調学会年次大会講演論文集    2019年09月

    研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

  • コーティングによる極低温燃料を用いた予冷の高効率化について

    吹場活佳, 小野貴良, 川島紘毅, 足立大季, 十川悟, 佐藤哲也, 小林 弘明

    航空原動機・宇宙推進講演会 講演論文集    2019年03月

    研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

  • エレクトロスピニング法により生成したナノファイバー被膜による予冷時間短縮の効果

    川島 紘毅, 吹場 活佳, 小野 貴良, 十川 悟

    平成30年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録    2019年01月

    研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

     概要を見る

    平成30年度宇宙輸送シンポジウム(2019年1月17日-18日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000136048レポート番号: STCP-2018-048

    CiNii

  • ナノファイバー被膜を用いた沸騰伝熱の促進による予冷の高速化

    川島紘毅, 吹場活佳, 小野貴良, 十川悟

    宇宙科学技術連合講演会    2018年10月

    研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

  • 陽極酸化法を用いた超撥水伝熱管によるプリクーラ伝熱面への着霜遅延化に関する研究(第2報)着霜への主流流速の影響に関する検討

    十川 悟, 倉田 琢巳, 服部 皓大, 堀越 大輝, 佐藤 哲也

    日本冷凍空調学会年次大会講演論文集     B314  2018年09月

    担当区分:筆頭著者

    研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

    CiNii

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 優秀講演賞

    2017年09月   日本冷凍空調学会   陽極酸化法を用いた超撥水伝熱管によるプリクーラ伝熱面への着霜遅延化に関する研究  

共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 陽極酸化法を用いたナノ凹凸面での着霜低減と伝熱促進による熱交換器の性能向上

    挑戦的研究(萌芽)

    研究期間:

    2019年06月
    -
    2022年03月
     

    佐藤 哲也, 十川 悟

     概要を見る

    2019年度は、空調機や冷凍機に用いられるアルミニウム(Al)材を用いて、超撥水Al材による着霜遅延効果の基礎的研究を行った。Al平板に陽極酸化処理及びフッ素付与処理を実施し、接触角150度を超える材料を作製した。それを精密空調機に接続された低速風洞内に水平に設置し、ペルチェ素子を用いて-8℃及び-40℃に冷却した。なお、風洞内の条件は温度20度、相対湿度60%、風速1m/sである。この実験では霜質量と、平板に対して側方及び上方からの画像データを取得し、後に霜層厚さ、霜層密度を算出した。
    その結果、冷却面温度-40℃のときには、超撥水材と非処理材で霜質量、霜層厚さ、霜層密度に大きな違いは見られなかった。また、画像での観察においては、水蒸気が直接霜へと相変化する現象が確認された。一方、冷却面温度-8℃では水蒸気が凝縮し水滴が生成、1つの水滴が凍結し、他の水滴へと伝播することで霜へと相変化する過程が観察された。実験開始後、1つの水滴が凍結し始めるまでの時間を凍結開始時間、1つの水滴が凍結し始め、全ての水滴が凍結し終えるまでの時間を凍結伝播時間とし、これらを合わせた時間を凍結時間とする。超撥水材と非処理材で比較する(-8℃の場合)と、超撥水材の方が凍結開始時間は122秒から1157秒へと、凍結伝播時間は1.0秒から275秒へと大幅に長くなった。また、凍結時間は非処理材において123秒、超撥水材において1432秒であり、本研究にて作製した材料は大幅な着霜遅延を生じさせることが分かった。さらには、複数回実験を行った中には30分を超えても凍結が開始しない結果も得られた。本実験で得られた結果は陽極酸化処理による超撥水Al材が氷点付近において大きな着霜遅延効果を有していることを示す結果である。また、今後、円管や熱交換器などの形状における着霜遅延効果を研究する上で大変意義が大きいと考える。

講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • 陽極酸化法を用いた超撥水伝熱管によるプリクーラ伝熱面への着霜遅延化に関する研究(第2報)着霜への主流流速の影響に関する検討

    十川 悟, 倉田 琢巳, 服部 皓大, 堀越 大輝, 佐藤 哲也

    日本冷凍空調学会年次大会講演論文集   日本冷凍空調学会  

    発表年月: 2018年09月

    開催年月:
    2018年09月
     
     
  • Experimental study of delaying effect of the frost formation on cryogenic heat exchanger tube surfaces using super-hydrophobicity tube by anodic oxidation method

    Satoru Tokawa, Yoshiaki Kinoshita, Takumi Kurata, Ryuma Osumi, Tetsuya Sato

    ACRA 2018 - 9th Asian Conference on Refrigeration and Air-Conditioning  

    発表年月: 2018年

    開催年月:
    2018年
     
     

     概要を見る

    JAXA is developing the pre-cooled turbojet engine (PCTJ) operated from sea-level static to Mach 5 with the single mechanism. The key technology of PCTJ is the precooler, which is a heat exchanger to cool down the heated incoming air using liquid hydrogen fuel. Frosting on the precooler tube surface is a major problem and some countermeasures have been proposed such as the liquid oxygen injection, methanol injection, high speed air-jet injection, and so on. However, these methods require additional mechanisms increasing the engine weight with their complicated systems. Here, we focus on the surface treatment that does not need any additional mechanism. We made aluminum super-hydrophobicity tubes treated by anodic oxidation and fluorine addition. Our method attains the super-hydrophobicity with about 157 degrees contact angle. The frost formation test using liquid nitrogen was conducted in the wind tunnel. As the results, the total amount of the frost formation can be reduced by about 17% at maximum compared with the untreated tube. However, little improvement on the heat transfer rate was found because the frost density was reduced by super-hydrophobicity.

  • 陽極酸化法を用いた超撥水伝熱管によるプリクーラ伝熱面への着霜遅延化

    十川 悟, 木下 義章, 守屋 篤基, 大住 隆真, 倉田 琢巳, 佐藤 哲也

    平成29年度宇宙輸送シンポジウム: 講演集録   宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)  

    発表年月: 2018年01月

    開催年月:
    2018年01月
     
     

     概要を見る

    平成29年度宇宙輸送シンポジウム(2018年1月18日-19日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000210039レポート番号: STCP-2017-039

  • 陽極酸化法を用いた超撥水伝熱管によるプリクーラ伝熱面への着霜遅延化に関する研究

    十川悟, 守屋篤基, 木下義章, 佐藤哲也

    日本冷凍空調学会年次大会講演論文集  

    発表年月: 2017年09月

    開催年月:
    2017年09月
     
     
  • ひれ付伝熱管によるプリクーラ伝熱面への着霜遅延化に関する研究

    十川 悟, 平林 遥介, 木下 義章, 佐藤 哲也

    日本冷凍空調学会年次大会講演論文集   日本冷凍空調学会  

    発表年月: 2016年09月

    開催年月:
    2016年09月
     
     

特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 陽極酸化法を用いた超撥水伝熱管による熱交換器の着霜抑制技術の開発

    2018年   佐藤哲也

     概要を見る

    現状の空調機や冷凍機では高温ガス除霜やヒーター除霜など大きなエネルギを投入し霜を融解させている.そこで申請者は,過去に陽極酸化法による表面処理とフッ素試薬により超撥水性を持たせた伝熱管を考案した.本研究課題では,基礎的データの取得のため, 2m/s,4m/s,6m/sでの流速で液体窒素を冷媒とした着霜試験を行い,着霜と流速との関係を見出すことを目的とし実験的研究を行った.その結果,非処理材に比べ処理材の着霜質量の方が減少した.一方,処理材では6m/s時,伝熱管側方の霜が剥がれて吹き飛び,後方へ再付着する現象が確認され,着霜質量が他の条件よりも高い結果となった.また,前方霜層厚さは処理材の方が厚くなる傾向が確認された.

 

担当経験のある科目(授業) 【 表示 / 非表示

  • 理工学基礎実験2B

    早稲田大学  

    2018年09月
    -
    継続中
     

  • 航空宇宙輸送システム演習

    早稲田大学  

    2018年04月
    -
    継続中
     

  • 航空宇宙輸送システム研究

    早稲田大学  

    2018年04月
    -
    継続中
     

  • 理工学基礎実験2A

    早稲田大学  

    2018年04月
    -
    継続中
     

  • 熱力学1

    早稲田大学  

    2018年09月
    -
    2019年03月