2022 Fiscal Year Annual Research Report
濡れ性勾配を有するマイクロ複合伝熱面による凝縮伝熱促進実現と燃料電池への応用展開
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19K04227
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| Research Institution | Ube National College of Technology |
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Principal Investigator |
徳永 敦士 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (20609797)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 凝縮伝熱促進 / MEMS / 滴状凝縮 / 濡れ性勾配 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高い熱輸送特性を有する滴状凝縮を活用することによる凝縮伝熱促進を実現する．そこでは数ミクロン程度の液滴を活用することがさらなる伝熱促進に重要である．これを実現するために，離脱半径を制御しつつ液滴の離脱を促進することで伝熱特性を向上させることが可能な複合伝熱面の製作を行っている．この複合伝熱面はミクロン幅の疎水面と親水面を交互に配置し，疎水面上で発生・成長した液滴を親水面の液膜によって除去することで，滴状凝縮の離脱半径を疎水面幅にまで小さくできる点に特徴がある．また，親水面上の液膜による液滴の離脱効果に加えて，複数の疎水面を大きな液膜が覆うフラッディングを抑制するために濡れ性勾配を設けている．この複合伝熱面は，疎水面上の微小液滴の離脱半径制御と，巨視的な液滴離脱半径の制御を実現するものである．
今年度は濡れ性勾配を周期的に配置することによる伝熱促進効果について実験的検証を行っている．これまで製作した濡れ性勾配は，界面支配型の液滴を活用しようとする場合は勾配を小さく製作する必要があるため輸送距離に制限があり，完全なフラッディングの抑制は実現できていない．中でも高熱流束時のフラッディングが問題であった．そこで，これまでは伝熱面全面に製作していた濡れ性勾配を，周期的な構造として製作した．これにより離脱液滴サイズを特性寸法程度に維持しつつ，輸送効果を高めることができるため，さらなる伝熱促進効果が期待される．現在は濡れ性勾配の連続部分である伝熱面中央でややフラッディングが発生するものの，ストレート型の構造よりも高い熱輸送特性を示しており，形状を再検討することによってさらなる伝熱促進効果が期待できる．
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Research Products
(2 results)
