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インクジェット方式液体供給制御を用いた高効率沸騰蒸発の基礎とその応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18360107
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関神奈川大学

研究代表者

庄司 正弘  神奈川大学, 工学部, 教授 (00011130)

研究分担者 稲田 孝明  独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 主任研究員 (60356491)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
16,150千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 1,050千円)
2007年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2006年度: 11,600千円 (直接経費: 11,600千円)
キーワード沸騰 / 蒸発 / 高効率伝熱 / 液滴列 / ジェット / カーボンナノチューブ塗布面 / 伝熱 / オーボンナノチューブ配向面 / CHF
研究概要

近年,集積化,高密度化した各種の電子デバイスや熱機器の冷却に関連し,小型で高効率,高性能な冷却システムが求められている.本研究では冷却能十MW/m^2という高熱流束冷却をえるため,高サブクール強制流動沸騰を用いるが,所要の液体を出来るだけ少なくして効率化を図るためジェット方式で液体の供給すると共に,液滴系の大きさ,衝突速度,液滴列数などを制御する新しい沸騰蒸発方法について現象基礎に関する系統的な実験を行うと共に,その蒸発器,小型冷凍冷却システムへの応用について研究することを目的として開始した.初年度の平成18年度は,基礎実験として,単一ノズルからの単一ジェットの実験を低圧下(約0.01Mpa)で行ない,液体流量を変化させた時の沸騰伝熱特性を調べた.特に伝熱面としては#400エメリー紙仕上げの通常面と高性能伝熱面(日立サーモエクセル)を用いた.2年次の平成19年度は単一液滴,多液滴列,連続衝突液柱の3種の液体供給系を採用し,伝熱面としては通常の金属面(10mm×10mmの銅製加熱面)の他,特にカーボンナノチューブを垂直に配向した面(上記銅製面に接着)の沸騰伝熱特性を調べた.その結果,液量を制限した場合でも十分に所期の伝熱特性を得ることが出来ること,カーボンナノチューブ配向面は予想に反し,ある流量の範囲では高い伝熱特性が得られるなどの興味ある結果が得られた.これらの結果は「超小型高性能冷却器の開発」(産総研プロジェクト)に応用された.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Visualization of convective boiling heat transfer in single microchannels with different shaped cross-sections2006

    • 著者名/発表者名
      T.H.Yen, M.Shoji et al.
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer 49

      ページ: 3884-3894

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Temperature fluctuation at twin cavity in nucleate bioling -Wavelet analysis and modeling-2006

    • 著者名/発表者名
      R.Mosdorf, M.Shoji
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer 49

      ページ: 3156-3166

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A pattern dynamics approach th two-phase flow dynamics2006

    • 著者名/発表者名
      M.Ozawa, M.Shoji et al.
    • 雑誌名

      Technical Report of Kansai University 48

      ページ: 12-22

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 垂直配向単層カーボンナノチューブ膜を接着した高温加熱面と液滴間の伝熱特性2008

    • 著者名/発表者名
      渡辺 誠、関根 哲彦、福富 隆弘、石川 桂、丸山 茂夫、庄司 正弘
    • 学会等名
      第45回日本伝熱シンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      筑波市,国際国際会議場 C121,99-100
    • 年月日
      2008-05-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 垂直配向単層カーボンナノチェーブ膜を接着した高温加熱面と液滴間の伝熱特性2008

    • 著者名/発表者名
      渡辺誠、関根哲彦、福冨隆弘、右川桂、丸山茂夫、庄司正弘
    • 学会等名
      第45回日本伝熱シンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      筑波市(国際センター)
    • 年月日
      2008-05-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Development of miniature absorption refrigerator for high-heat flux cooling2008

    • 著者名/発表者名
      Sohei Matsumoto, Fumio Takemura, Takehiko Segawa, Yoshihiro Kikushima, Tetsuo Munakata, Masahiro Shoji
    • 学会等名
      2nd International Forum on Heat Transfer
    • 発表場所
      At The University of Tokyo
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Boiling Heat Transfer Charachtaristics between Water Droplets and Carbon-Nanotube Coated Surface2008

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe, T. Sekinem, T. Fukutomi, K. Ishikawa, S. Maruyama, M. Shoji
    • 学会等名
      Proceedings of Forty-Fifth Japan National Symposium
    • 発表場所
      Nagasaki, C121
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 高熱流束蒸発器における冷却水流量制御(伝熱面形状の影響)2007

    • 著者名/発表者名
      佐々木 一裕, 丹下 学, 竹村 文男, 庄司 正弘
    • 学会等名
      第44回日本伝熱シンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      長崎市(ブリックホール)
    • 年月日
      2007-05-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 高熱流束蒸発器における冷却水流量制御(伝熱面形状の影響)2007

    • 著者名/発表者名
      佐々木 一裕, 丹下 学, 竹村 文男, 庄司 正弘
    • 学会等名
      第44回日本伝熱シンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      長崎市ブッリクスホール A319,537-538
    • 年月日
      2007-05-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 高熱流束除熱用小型吸収冷凍機の開発2007

    • 著者名/発表者名
      松本 壮平, 竹村 文男, 瀬川 武彦, 菊島 義弘, 市川 直樹, 宗像 鉄雄, 庄司 正弘
    • 学会等名
      第44回日本伝熱シンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      長崎市ブッリクスホール C222,435-436
    • 年月日
      2007-05-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Control of Cooling Water Flow Rate in High Heat Flux Evaporatore(Effects of Surface Conditions)2007

    • 著者名/発表者名
      K. Sasaki, M. Tange, F. Takemura, M. Shoji
    • 学会等名
      Proceedings of Forty-Fourth Japan National Symposium
    • 発表場所
      Nagasaki, A319
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of Ultra Small Size High Heayt Flux Cooler2007

    • 著者名/発表者名
      S. Matsumoto, F.Takemura, T. Segawa, Y. Kikushima, N. Ichikawa, T. Munalcata, M. Shoji
    • 学会等名
      Proceedings of Forty-Fourth Japan National Symposium
    • 発表場所
      Nagasaki, C222
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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