| 研究課題/領域番号 |
17K06200
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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 | 大分大学 |
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研究代表者 |
岩本 光生 大分大学, 理工学部, 教授 (80232718)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017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 | ナノフルード / ナノ粒子 / 自然対流熱伝達 / スプレー冷却 / ナノ流体 / 沸騰熱伝達 / 自然対流 / ミスト噴流冷却 / 衝突噴流 / ベナール対流 / 熱工学 / 対流伝熱 / 沸騰伝熱 / 超音波ドップラー法 |
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| 研究成果の概要 |
液体中にナノサイズの粒子を分散させたナノ流体の伝熱特性の研究を行った。
（１）自然対流熱伝達：下方加熱，上方冷却の密閉容器内にナノ流体を満たし，ベース流体は水，ナノ粒子としてAl2O3など６種類を用いた。どのナノ流体もベース流体の水より熱伝導率は高いが熱伝達率は低下し，この理由がナノ流体の体膨張係数が小さく，粘性係数が大きいためであることを示した。
（２）ミスト噴流冷却実験：ナノ流体のミストを窒素ガスと共に高温加熱面上に衝突させると，噴射時間が長くなると熱伝達率が低下した。このため加熱面上にナノ粒子を事前に堆積させた水スプレー冷却では熱伝達率は向上するが，堆積層が厚くなると熱伝達率は低下した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電子機器の高密度化に対応し，安全で高性能な冷却剤は重要である。このため，水などのベース流体に水より熱伝導率の高いナノサイズの固体粒子を安定に分散させたナノ流体は，その高い熱伝導率から注目されている。ナノ流体を強制対流熱伝達に使う場合，熱伝達率が上昇することが報告されているが，自然対流熱伝達においてはあまり報告がなく，本報では６種類のナノ粒子を用いたナノ流体の自然対流熱伝達実験を行い，伝熱性能がベース流体より低下することを報告している。また高温加熱面に水スプレー冷却をする場合，ライデンフロスト現象により性能が低下するが，加熱面上にナノ粒子層がある場合，それを抑制できることを報告した。
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