2021 Fiscal Year Annual Research Report
ヒートパイプ機構形成による高熱伝導性プラスチック薄板の開発と設計学理の構築
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19K04242
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
小糸 康志 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (70347003)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ヒートパイプ / 自励振動 / 伝熱促進 / プラスチックシート / 可視化 / 映像解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラスチック薄板のプロトタイプについて，ヒートパイプ内の自励振動現象をこれまでよりも鮮明に撮影するために，昨年度のプロトタイプからカメラ側のヒートパイプ流路壁を透明のポリカーボネートシートに変更した．具体的には，昨年度と同様に3Dプリンターを用いて自励振動式ヒートパイプの蛇行流路を形成した後，その上に厚さ0.25mmのポリカーボネートシートを置き，加熱して溶着させた．なお，3Dプリンターの素材にはABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene）フィラメントを用いた．また，ヒートパイプの作動液にはHFE（HydroFluoroEther）7100を用いた．カメラ側のヒートパイプ流路壁を透明のポリカーボネートシートに変更し，液スラグと蒸気プラグの挙動をこれまでよりも鮮明に高速度ビデオカメラを用いて撮影することができたため，液スラグと蒸気プラグの時間的変位を映像解析ソフトを用いて解析することができるようになり，プロトタイプの伝熱特性との関係を整理することができた．さらに，ヒートパイプの蛇行流路の断面を1.3mm×1.1mm（幅×高さ）から1.0mm×0.6mm，0.7mm×0.6mmと変更してプロトタイプの薄型化を進め，追加実験により1.0mm×0.6mmの流路サイズのものまで自励振動が誘起されることを確認した．プロトタイプの薄型化には限界があるものの，研究期間全体を通じて実施した研究により，内部に自励振動式ヒートパイプを形成することにより，プラスチック薄板の有効熱伝導率が大幅に増加することが確認できた．
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