| 研究課題/領域番号 |
16K06121
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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 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
浅野 等 神戸大学, 工学研究科, 教授 (10260647)
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| 研究分担者 |
村川 英樹 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (40467668)
杉本 勝美 神戸大学, 先端融合研究環, 助教 (40420468)
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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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 沸騰伝熱促進 / 気液二相流 / サブクール沸騰 / ボイド率 / 静電容量センサ / 限界熱流束 / 膜沸騰遷移 / 溶射被膜 / 電子機器冷却 / 沸騰熱伝達 / 伝熱促進 / 高熱流束除熱 / 局所ボイド率 / 静電容量 / 強制流動沸騰 / 表面沸騰 / 核沸騰 |
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| 研究成果の概要 |
強制流動サブクール沸騰において，溶射被膜伝熱面によって沸騰伝熱促進と限界熱流束増大を両立できることが明らかにされた．膜沸騰遷移への気液界面構造の影響を明らかにするため，流れの中に挿入可能な静電容量センサを開発し，伝熱面近傍の局所ボイド率を計測した．その結果，サブクール度50K程度のサブクール沸騰において，低熱流束条件においても表面沸騰によって高い伝熱促進効果が得られること，バルク沸騰ではボイド率に及ぼす伝熱面の影響は小さいが，限界熱流束に遷移するボイド率は伝熱促進面の方が高くなることが明らかとされた．沸騰伝熱促進面の構築に対し，限界熱流束を向上させる流動制御について指針が得られた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
データセンタやサーバーにおけるデータ処理量の増大，スーパーコンピュータに代表される電子機器の高性能化と安定動作に対応するためには，沸騰伝熱を利用した高性能冷却システムが必要不可欠であり，限界熱流束の向上が必須である．本研究では，高サブクール度の流れにおいて，限界熱流束増大と伝熱促進効果を両立できる伝熱面を製作した．
沸騰伝熱促進面での膜沸騰遷移における伝熱面近傍局所と流路断面平均ボイド率の情報は，バルクの液流制御による膜沸騰遷移の阻害，限界熱流束の増大につなげられると期待できる．
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