| 研究課題/領域番号 |
18K13706
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
矢吹 智英 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70734143)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 沸騰熱伝達 / 熱伝達機構 / MEMSセンサ / 高速度赤外線カメラ / MEMS / ミニチャネル / 熱流束センサ / 局所熱流束 / 沸騰 / ミクロ液膜 / MEMS熱センサ |
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| 研究成果の概要 |
電子機器の冷却などを用途に持つ微小流路内の流動沸騰における熱伝達メカニズムを，微細な熱流束センサを集積したMEMSセンサや高速に温度場・熱輸送場が取得できる高速度赤外線カメラを用いて調べた．沸騰時の壁面上で生じる伝熱素過程の様子を詳細にとらえることに成功し，気泡下に形成される薄液膜の蒸発が支配的な伝熱素過程であり，対流やリウェッティングに伴う熱輸送量は小さいことが示された．本研究の結果を踏まえると，人工発泡点などを用いた上流における核生成の促進によって薄液膜面積を増やすとともに気泡の更新頻度を増やすことで熱伝達率促進（乾きによる熱伝達劣化の抑止）が実現できると考えられる．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高分解能な計測技術を駆使して詳細な観察を行ったことで，微小流路内の沸騰の描像を明らかにすることができた．得られた知見が具体的な熱伝達促進のアイデアにつながっていくことが期待され，電気自動車用パワーデバイスをはじめとする高発熱密度体を冷却するための新規熱輸送デバイスの開発に貢献する研究が実施できたと考えている．また，高時空間分解能で計測した実験データは数値計算における境界条件や計算結果の検証にも有用であり，今後一層重要性を増す沸騰二相流の数値計算技術の発展にも寄与する．
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