| 研究課題/領域番号 |
17K06183
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
熱工学
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
岡島 淳之介 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (70610161)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
|
|---|
| キーワード | 相変化伝熱 / 蒸発伝熱 / 液膜 / 高熱流束冷却 / 沸騰 / マイクロチャネル / 冷却 / 数値シミュレーション / マイクロ伝熱 |
|---|
| 研究成果の概要 |
本研究では、高発熱密度を持つ電子デバイスの冷却や医療分野で求められている微小冷凍器などの実現を目指し、特にマイクロチャネル内の蒸気気泡の膨張現象とそれに伴う固体壁面上への液膜形成プロセスを明らかにし、高熱流束冷却を実現する機構について検討を行った。マイクロチャネル内の蒸気気泡による液膜形成現象を理解するために適した解析条件を考案し、作動流体FC-72について解析した。解析結果より、(1)気泡先端近傍の液膜厚さは既存の経験式と同程度の値になること、(2)液相の過熱条件が大きい場合、気泡先端の移動速度が増加し液膜は厚くなり、固体壁の冷却への寄与が低下することを明らかにした。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で明らかにした気液界面の高速移動に伴う固体面上への液膜形成過程は，単一蒸気気泡による固体面からの伝熱プロセスを理解する上で重要であり，マイクロチャネルやマイクロギャップ内の蒸気気泡の膨張とその蒸発伝熱のみならず，核沸騰伝熱現象でのミクロ液膜形成から接触線の蒸発への遷移過程を明らかにできる可能性があり，学術的に意義がある．高い熱流束での冷却機構の実現は，今後世界規模で普及するであろう電気自動車等における電力制御デバイスの冷却に特に重要である。
|
