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自己組織化Hybridナノ堆積層とハニカム多孔体の連成による新規高効率沸騰の物理

研究課題

研究課題/領域番号 18H01380
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分19020:熱工学関連
研究機関九州大学 (2019-2020)
横浜国立大学 (2018)

研究代表者

森 昌司  九州大学, 工学研究院, 教授 (10377088)

研究分担者 高橋 厚史  九州大学, 工学研究院, 教授 (10243924)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワード沸騰 / 限界熱流束 / 相変化 / 限界熱流束向上 / ハニカム多孔質体 / ナノ流体
研究成果の概要

電子機器の高発熱密度化、原子炉事故時の緊急冷却などに対応して、超高熱流束除熱を受動的に実現する冷却技術が切望されている。沸騰冷却の限界は、限界熱流束と呼ばれ、これを超えて熱負荷を増やすと熱機器は破損する。以上の背景下、これまでの研究でナノ流体とハニカム多孔質体の連成により大幅に限界熱流束が向上する結果を得たので、そのメカニズムについて実験的に検討を行った。その結果、ハニカム多孔質体による向上効果に加え,ナノ粒子層によって多孔質体からセルへ液を供給したことによるもの,dry spotの大きさ減少,wickability向上などによることなどが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

冷却の限界が、伝熱面の静的なぬれ性でなく、動的なぬれ性にも強く依存することが、ハニカム多孔質体においても明らかにされたことは、今後さらなる冷却性能を向上させる重要な指針になると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of material arrangement pattern on different-mode-interacting boiling in narrow gaps with two liquid supply systems2021

    • 著者名/発表者名
      T. Xie, Y. Utaka, Z. Chen, T. Hirotani, S. Mori
    • 雑誌名

      Applied Thermal Engineering

      巻: 191 ページ: 116893-116893

    • DOI

      10.1016/j.applthermaleng.2021.116893

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of honeycomb porous plate on critical heat flux in a Saturated pool boiling of highly concentrated artificial seawater2020

    • 著者名/発表者名
      Wilton Foga and Shoji Mori
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 32 号: 5 ページ: 053302-053302

    • DOI

      10.1063/1.5144438

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of the microlayer characteristics in the whole range ofnucleate boiling for water by laser interferometry2020

    • 著者名/発表者名
      Zhihao Chen, Xiaocheng Hu, Kang Hu, Yoshio Utaka, Shoji Mori
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 146 ページ: 118856-118856

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.118856

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The enhancement of critical heat flux using spherical porous bodies in saturated pool boiling of nanofluid2018

    • 著者名/発表者名
      S. Mori, Fumihisa Yokomatsu , and Yoshio Utaka
    • 雑誌名

      Applied Thermal Engineering

      巻: 144 ページ: 219-230

    • NAID

      120006695788

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Honeycomb Porous Plate on Critical Heat Flux in Saturated Pool Boiling of Artificial Seawater2018

    • 著者名/発表者名
      Wilton Foga, S. Mori, Kousuke Imanishi, Kunito Okuyama, J.R.C. Piqueira
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 125 ページ: 994-1002

    • NAID

      120006532039

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [図書] Fundamentals of Thermal and Nuclear Power Generation2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Koizumi, Tomio Okawa, Shoji Mori
    • 総ページ数
      320
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128207338
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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