2022 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ構造を用いた伝熱面ぬれ性デザインによる気泡微細化沸騰の制御及び促進技術の開発
| Project/Area Number |
19K14912
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science, Yamaguchi |
|---|
Principal Investigator |
海野 徳幸 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 准教授 (70721356)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 冷却技術 / 気泡微細化沸騰 / サブクールプール沸騰 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
前年までの研究によって、気泡微細化沸騰（ＭＥＢ）の発現促進には表面ナノ構造の形成による伝熱面ぬれ性デザインが有効であることを示していた。しかし、表面ナノ構造がMEBによってどのような影響を受けるか、また、MEB発現特性がこれまでのＭＥＢ実験で使用されてきた無酸素銅面と比べてどのように違うかが分かっていなかった。そこで、本年は表面ナノ構造をもつ黒クロムめっき膜をコーティングした無酸素銅面上のＭＥＢ発現特性を詳細に調べた。その結果、大気圧下において純水を使った場合、サブクール度が低いほどＭＥＢ遷移直後の伝熱面温度が高くなる傾向にあることを明らかにした。また、複数回のＭＥＢ実験ののちに表面を観察した結果、表面ナノ構造は壊れていないことも確認した。超長期的な耐久性は明らかにできていないが、本研究上に必要十分な耐久性は確認できた。
また、純水を使った場合、減圧環境においてもＭＥＢに遷移することをこれまでの研究成果によって明らかにしてきた。しかし、無酸素銅を伝熱面に使用する場合、減圧下においてＭＥＢに遷移せず膜沸騰になる場合も観測されていた。この影響を詳細に調べるため、初期の減圧圧力をコントロールする実験を行った。100mL以下の超小型プール内の冷却器構造を最適化し、昨年よりもサブクール度を幅広く変化させることができる実験系を新たに構築した。その結果、減圧環境下においてMEBに遷移するサブクール度を明らかにした。
|
