2014 Fiscal Year Annual Research Report
大型宇宙システム用排熱器「液滴ラジエータ」の排熱特性の解明
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24360346
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
戸谷 剛 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00301937)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 排熱特性 / 液滴ラジエータ / 液滴 / 排熱器 / ラジエータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平行液滴流に対し、モンテカルロ法を用いた数値解析（順解析）プログラムを作成し、液滴の中心間距離（ピッチ）に対する放射量の変化を解析した。平行液滴流の幅を50 mm、厚みを10 mmに固定して、ピッチを0.5 mmから2.0 mmまで0.5 mm刻みで変化させた。作動流体は、シリコンオイルとした。解析の結果、全てのピッチにおいて、単位質量あたりの排熱量が、従来の固体放熱板型ラジエータの2.0 W/kgを超えることが分った。この結果から宇宙太陽発電システムや月基地など大量の電力や熱（1 MW以上）を取り扱う大型宇宙システムで、液滴ラジエータは従来の固体放熱板型ラジエータよりも軽くなり、地上からの輸送の観点で優位性が高いと言える。また、本解析により、平行液滴流の各ピッチにおける実効放射率を取得することに成功した。実効放射率は液滴ラジエータを設計する上で必須のパラメータである。特に、ピッチが0.5 mmの場合、平行液滴流からの実効放射率は0.76となり、前年の数値解析と実験で明らかにできたシリコンオイル液滴自身の放射率0.70よりも高くなることが分った。この現象は、液滴が密集することにより、液滴から液滴流の厚み方向内側に射出された放射が、内側の液滴に反射して、液滴流の外側に出てくるためであることが特定された。この結果は、放射率の低い作動流体でも、ピッチを小さくし、密集させることで、実効放射率を上げることを意味し、液滴ラジエータに使用することができる作動流体の種類を広げることができるため、大変重要な結果である。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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