2014 Fiscal Year Research-status Report
固液界面における汚れの堆積メカニズムと界面熱抵抗への影響の解明
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26630065
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
芝原 正彦 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40294045)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 界面の汚れ / 固液界面 / 界面熱抵抗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，固液界面に汚れが堆積して付着するメカニズムとその微視的構造を実験的に明らかにするとともに，汚れが固液界面熱抵抗に及ぼす影響について明らかにすることを目的としている．本年度は以下の項目について研究を実施した．
①液体中に分散する微粒子の固液界面堆積過程における界面熱抵抗測定：
本測定試験に使用する作動流体として，アルカリ硝酸塩と亜硝酸塩の混合塩である溶融塩とセラミック・ナノ粒子を懸濁させた高温ナノ流体を作製した．混合塩とセラミック・ナノ粒子の材料共存性や安全性については，予め材料浸漬試験を通して確認している．次に，固液界面熱抵抗の測定法として温度傾斜法を適用することを考え，測定試験装置を設計・製作した．
②液体中に分散する微粒子の固液界面堆積過程に対する物理要因の影響の評価：前述①の実験的アプローチに加え，固液界面の汚れ堆積の基礎過程を調査するため，分子動力学法を用いた数値シミュレーションを実施した．固液界面におけるナノ粒子の付着状態を，作成した数値解析プログラムによって数値的に調査した．それに加え，ナノ粒子単層が固液界面熱抵抗に与える影響と，ナノ粒子層が積層化した際に固液界面熱抵抗の変化を数値計算的に評価した．
このように本研究の目的とする固液界面熱抵抗の測定する実験装置の製作がほぼ終了していることから，来年度は実験と数値双方から得られる知見から分散微粒子の固液界面堆積過程における界面熱抵抗に及ぼす影響についてさまざまな物理要因の影響を調査する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初から計画していた固液界面熱抵抗測定試験装置の製作が終了しており，次年度に実施予定であった実験が実施可能な状況であるから，当初の計画に対しておおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年度に実施した結果を基に，平成２７年度は以下の研究項目を実施する．
①液体中に分散する微粒子の固液界面堆積過程に対するさまざまな物理要因の影響の解明：実験パラメータとして，経過時間，微粒子の特性と濃度，界面材料，流動条件を考えて，微粒子が固液界面に付着していく過程の構造変化を，電子顕微鏡等を活用し微視的に観察する．これを本年度製作した試験装置を用いて，均一温度条件にて評価を行なう
②液体中に分散する微粒子の固液界面への付着・堆積過程と固液界面熱抵抗の解明：本年度製作した試験装置を用いて，一次元温度分布条件下にて評価を行なう．
③固液界面へ付着・堆積した微視的構造が固液界面熱抵抗へ与える影響のモデリング：実験ならびに分子動力学シミュレーションで得られる知見に基づき，固液界面熱抵抗あるいは付着構造の有効熱伝導率に対して支配的物理要因の検討ならびに抽出を試みる予定である．
上記の研究計画を実施し，得られた成果の発表を行うことを計画している．
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Research Products
(4 results)
