| 研究課題/領域番号 |
16K06119
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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 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
北川 石英 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (80379065)
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| 研究協力者 |
村井 祐一
デニセンコ ピーター
萩原 良道
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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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 対流熱伝達 / 気泡運動制御 / 機能表面 / 自然対流 / 気泡 / 熱伝達 / 熱工学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，機能表面を利用した気泡挙動操作技術を開発するため，①自然対流気液二相流および，②マイクロチャネル内気液二相流を対象とした実験を行った．その結果，研究①では，撥水部の幅が2 mmの機能表面を利用することにより，熱伝達率が約30%増加することがわかった．これは，撥水部での円滑な気泡の付着と離脱により，伝熱面付近の気泡存在頻度が増加したことに起因する．一方，研究②では，並列配置の撥水性ポケットを有するマイクロチャネルを利用した場合，液体流量が100～400μL/minの条件では，空気充填ポケットからの気泡生成が生じ，また，その気泡発生頻度は液体流量の増加とともに増大することがわかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的には，取得した実験データを利用することにより，マイクロバブルや大気泡気液二相流に関する数理モデルおよび数値計算手法の開発に貢献することができる．また，本研究で開発された壁面気泡挙動操作技術は，船舶などに対する気泡注入法の改善や気泡利用型熱流体デバイスの性能向上のための有効な手段として，機械・化学・船舶・医療などの幅広い分野での活用が期待されることから，地球環境問題の解決と低炭素社会の実現に大きく貢献することができる．
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