| 研究課題/領域番号 |
16K06106
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 山形大学 |
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研究代表者 |
鹿野 一郎 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (10282245)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 沸騰熱伝達 / サブクール沸騰 / 限界熱流束 / 熱伝達 / マイクロチャネル / 電気流体力学 / 熱工学 / 熱交換器 / 電気流体力 / 表面微細構造 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高電界印加によるサブクール流動沸騰の熱伝達促進について研究を行った。ダイヤモンド粒子を電着した加熱壁面の沸騰熱伝達性能を、質量流量および投入液体温度を変化させて評価した。沸騰面に－5 kV/mmの電界を印加した場合の最大の限界熱流束(CHF)は120 W/cm/cmであり、質量流量1.9 g/sで投入液温50℃の条件で得られた。また、加熱面の設置角度を0、90、180°と変化させた場合の沸騰特性を調べた。その結果、90 °の場合の沸騰曲線は水平の場合のCHFとほぼ同じ約120 W/cm/cmを示したが、180 °の場合は55%減少した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電子デバイスなどの高発熱部品から発生する熱流束は10W/cm/cm以上であり、高出力LEDはさらに高い100W/cm/cm以上になる可能性も予測されている。このような高熱流束な発熱を省スペースで除去する方法として、熱伝達率の高い沸騰熱伝達を利用する手法が有用である。しかしながら、沸騰熱伝達を利用する場合、浮力による影響により沸騰面の角度変化によって熱伝達性能が大きく変化することが報告されている。本研究では強制対流熱伝達に電界印加による伝達促進手法を適用して姿勢変化に伴う冷却性能の変化が少ない手法を研究する。これが実現できれば、小型でメンテナンス性の良い冷却が可能になる。
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