2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high-density heat rejection device which realizes ultimately minimum mass flow rate of coolant
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21K03909
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
今井 良二 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (60730223)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 高電場 / 液膜 / 電気毛管現象 / ガラス製マイクロチャネル / 透明電極 / 凝縮器 / 動的濡れ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．マイクロチャネルでの毛細管力および静電気力による薄液膜蒸発の安定化手法の確立
・ガラス製マイクロチャネルと透明電極を用いたチャネル内流動挙動が可視化可能な試験体を製作した．・マイクロチャネルに対して平行および垂直に電場を印加できる装置を製作し，それぞれの電場方向における冷媒の駆動状況の観察を実施した．
・直流電場をマイクロチャネルに対して平行に作用させることにより，マイクロチャネル内の冷媒（純水）を駆動できることを確認した。・直流電場をマイクロチャネルに対し垂直に印加させることにより，マイクロチャネルと電極間の空間内の液体を駆動することができたが，マイクロチャネル内の液体の駆動には至らなかった．・マイクロチャネル内の液体に作用する慣性力，粘性力，毛細管力，重力，圧力による力，静電気力を考慮した運動方程式を立式し，電場によるマイクロチャネル内液体の駆動状況が再現できるようになった．
・上記流動解析モデルを用い，電場の大きさ，電場勾配が液体駆動特性に及ぼす影響を明らかにした．
２．マイクロチャネル高熱流束除熱デバイスの試作、性能取得試験実施
・冷却システムの主要な要素機器である凝縮器につき，マイクロチャネルに作用する毛管力により液膜を除去させる機能を持たせた．マイクロチャネルにより凝縮液膜を駆動できることを確認した．・毛細管力支配の環境として微小重力環境を考え，落下棟を用いた微小重力環境下での動的濡れ挙動を詳細に観測し，マイクロチャネルに作用する毛細管力の予測に適用できることを確認した．
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