| 研究課題/領域番号 |
18K03965
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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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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
赤松 正人 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (40315320)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | ナノフルード / 熱伝達特性 / 自然対流 / 強制対流 / 有効粘度 / 有効熱伝導率 / Al2O3ナノ粒子 / 熱伝達 / 熱物性 / 熱伝導率 / 粘度 / 数値解析 / 自然対流熱伝達 / 強制対流熱伝達 / 層流強制対流熱伝達 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，音叉振動式粘度計によりAl2O3-水ナノフルードの有効粘度を測定，平板比較法の原理に基づいて作製した実験装置によりAl2O3-水ナノフルードの有効熱伝導率を測定，等熱流束加熱された円管内層流強制対流実験によりAl2O3-水ナノフルードの熱伝達を測定，そして，密閉系におけるAl2O3-水ナノフルードの自然対流熱伝達と開放系におけるAl2O3-水ナノフルードの強制対流熱伝達を数値解析的に検討した．これらの実験と数値解析の結果から，本研究の範囲内においてはAl2O3-水ナノフルードの有効粘度と有効熱伝導率の増加は観察されたが，自然対流と強制対流の熱伝達は抑制されることが明らかとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水などの分散媒に分散質としてナノオーダーの粒子を分散させたナノフルードの有効熱伝導率は分散媒の熱伝導率よりも大きくなることが予期される．それ故，ナノフルードの自然対流および強制対流熱伝達は分散媒のそれらより促進されることが期待されたため，盛んに研究が行われるようになった．しかしながら，本研究によりAl2O3-水ナノフルードの粘度と熱伝導率は水のそれらよりも大きくなることが示されたが，密閉円筒容器内のAl2O3-水ナノフルードの自然対流熱伝達および等熱流束加熱された水平円管内のAl2O3-水ナノフルードの強制対流熱伝達は水のそれらよりも抑制されることを実験と数値解析の両面から解明した．
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