マイクロ流路内気泡の挙動制御の最適化

• 研究課題/領域番号: 19560177
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 川原 顕磨呂 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (20224818)
• 研究分担者: 佐田富 道雄 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (50109667)
• 連携研究者: 佐田富 道雄 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (50109667)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2007年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 混相流 / マイクロフルイディクス / マイクロチャンネル / 気液二相流 / 気泡速度 / ボイド率 / 気泡長さ / 圧力損失 / 流動様式 / 二流体モデル / 摩擦圧力損失 / 気液界面摩擦力

研究概要

本研究はCPU等の各種電子機器の冷却のための熱交換器やマイクロリアクタ等の気液二相を利用したデバイスを対象とし, マイクロ流路(500∝m以下)での気泡挙動を制御することを目的としている. そこで, 流路形状や液物性値(表面張力, 粘度等)がマイクロ流露内の二相流動に及ぼす影響を調べた. 円形と矩形のマイクロ流路, 物性値の異なる各種液を用い, 流動様式, 気泡速度, 気泡長さ, ボイド率と圧力損失を測定した. そして, それらのデータを記述するモデルを得た.

研究成果

• [雑誌論文] Experimental study on bubblevelocity, void fraction and pressuredrop for gas-liquid two-phase flow ina circular microchannel (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Kawahara, M. Sadatomi, K. Nei, H. Matsuo
  • 雑誌名: Int. J. Heat and Fluid Flow (掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 円形マイクロチャンネル内二相流の気泡速度,ボイド率, 圧力損失に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川原顕磨呂, 佐田富道雄, 根井啓太郎, 松尾英輝
  • 雑誌名: 混相流研究の進展4 ページ: 37-44
  • 査読あり
• [雑誌論文] 円形マイクロチャンネル内二相流の気泡速度, ボイド率, 圧力損失に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川原顕磨呂
  • 雑誌名: 混相流研究の進展 4 ページ: 37-44
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study on bubble velocity, void fraction and pressure drop for gas-liquid two-phase flow in a circular microchannel (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Kawahara
  • 雑誌名: Int. J. Heat and Fluid Flow (掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロチャンネル内二相流のボイド率, 壁面摩擦力および気液界面摩擦力について (2008)
  • 著者名/発表者名: 川原顕磨呂, 佐田富道雄
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) Vol.74, No.742 ページ: 1232-1238
  • NAID: 110006792265
  • 査読あり
• [雑誌論文] マイクロチャンネル内二相流のボイド率, 壁面摩擦力および気液界面摩擦力について (2008)
  • 著者名/発表者名: 川原顕磨呂
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 74 ページ: 1232-1238
  • NAID: 110006792265
  • 査読あり
• [学会発表] マイクロチャンネル内気液二相流に及ぼす流路断面形状と液物性値の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松尾英輝, 根井啓太郎, 益田高利, 川原顕磨呂, 佐田富道雄
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2009
  • 発表場所: 熊本大学
• [学会発表] Characteristicsof Two-Phase Flows in a RectangularMicrochannel with a T-Junction Type Gas-Liquid Mixer(No.ICNMM2009-82217)(CD-ROM) (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Kawahara, M. Sadatomi, K. Nei, H. Matsuo, T. Masuda
  • 学会等名: Proc. of theSeventh International ASME Conferenceon Nanochannels, Microchannels and Michannels, ICNMM2009
  • 発表場所: Pohnag, South Korea
• [学会発表] Characteristics of Two-Phase Flows in a Rectangular Micro Channel with a T-Junction Type Gas-Liquid Mixer (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Kawahara
  • 学会等名: Seventh International ASME Conference on Nanochannels, Microchannels and Michannels, ICNMM2009
  • 発表場所: Pohang, South Korea
• [学会発表] マイクロチャンネル内気液二相流の研究(気液混合部と液物性値の影響)(No.088-1) (2008)
  • 著者名/発表者名: 根井啓太郎, 佐田富道雄, 川原顕磨呂
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部第61期総会講演会講演論文集
  • 発表場所: 九大
  • 年月日: 2008-03-19
• [学会発表] マイクロチャンネル内気液二相流の研究 (気液混合部と液物性値の影響) (2008)
  • 著者名/発表者名: 根井 啓太郎
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部第61期総会講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2008-03-19
• [学会発表] 円形マイクロチャンネル内二相流の気泡速度、ボイド率、圧力損失に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川原顕磨呂, 根井啓太郎, 松尾英輝, 佐田富道雄
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2008講演論文集
  • 発表場所: 会津大学
• [学会発表] Experimental Study on Bubble Velocity, Void Fraction and Pressure Drop for Gas-Liquid Two-Phase Flowina Circular Microchannel(CD-ROM) (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kawahara, M. Sadatomi, K. Nei, H. Matsuo
  • 学会等名: Proceedings of ECI International Conference on Heat Transfer and Fluid Flow in Microscale III
  • 発表場所: Whistler, Canada
• [学会発表] Experimental Study on Bubble Velocity, Void Fraction and Pressure Drop for Gas-Liquid Two-Phase Flow in a Circular Microchannel (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kawahara
  • 学会等名: ECI International Conference on Heat Transfer and Fluid Flow in Microscale III
  • 発表場所: Whistler, Canada
• [学会発表] 円形マイクロチャンネル内二相流の気泡速度、ボイド率、圧力損失に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川原顕磨呂
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会2008
  • 発表場所: 会津大学
• [学会発表] マイクロチャンネル内二相流のボイド率、壁面および気液界面摩擦力に及ぼす液物性値の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 川原顕磨呂, 佐田富道雄, 根井啓太郎
  • 学会等名: 日本機械学会2007年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 関西大学(Vol.2,No.07-1)
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] マイクロチャンネル内二相流のボイド率,壁面および気液界面摩擦力に及ぼす液物性値の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 川原 顕磨呂
  • 学会等名: 日本機械学会2007年度年次大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] Void fraction and interfacial friction force for two-phase flow in microchannel (2007)
  • 著者名/発表者名: A.Kawahara, M.Sadatomi
  • 学会等名: Internation Conference on Multiphase Flow 2007, ICMF2007
  • 発表場所: Leipzig,Germany
  • 年月日: 2007-07-11