| 研究課題/領域番号 |
14350110
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
大田 治彦 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50150503)
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| 研究分担者 |
高比良 裕之 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (80206870)
阿部 宜之 産業技術総合研究所, 電力エネルギー部門, 研究職(グループ長)
鈴木 康一 東京理科大学, 理工学部, 助教授 (10089378)
新本 康久 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (30226352)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
12,900千円 (直接経費: 12,900千円)
2003年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2002年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
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| キーワード | 沸騰 / ミクロ液膜 / センサー / 自己浸潤性混合流体 / 自己浸潤性混合液体 |
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| 研究概要 |
電子技術のめまぐるしい発展に伴って、半導体チップの発熱密度が急速に増大しつつあり、従来の空気冷却方式に代わる液体冷却の採用が不可欠となっている。しかも沸騰・蒸発などの相変化を利用した効果的な除熱方法の確立、および実際への適用に際しての冷却システムの開発が不可欠である。
本研究では、まず沸騰時の伝熱面近傍薄液膜挙動を詳細に調べる目的で、(i)伝熱面表面近傍の沸騰気泡や薄液膜挙動の観察と高精度での熱伝達データ計測結果を可能とする沸騰実験用高機能伝熱面を開発した。また(ii)電子機器適用時の形態を想定した狭隘流路における沸騰気泡付着状況の観察を行い、加熱速度が高いと気泡付着面積が小さくなることを見出した。さらに(iii)沸騰気泡の気液二相流動をシミュレートできる数値シミュレーション手法の開発と解析を行うとともに気泡の合体問題、せん断流れ場中でのガス気泡の成長・離脱問題に適用し、その有用性を確認した。
次に、電子機器冷却システムへの具体的な適用を考えた試験として、(iv)毛細管力による沸騰気泡部への液体供給効果を適用した密閉循環型狭隘流路除熱装置を製作し、狭隘流路でも伝熱劣化を防止可能であることを確認した。また(v)作動流体に自己浸潤性流体を用いたヒートパイプを製作し、従来型に比べ最大熱輸送量で40%の増大、熱抵抗値で最大40%の改善が達成できることを実験的に確認した。
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