| 研究課題/領域番号 |
19K04221
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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 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
本田 逸郎 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (00229254)
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| 研究分担者 |
河南 治 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (20382260)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021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)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 沸騰 / 熱伝達 / 非共溶性混合媒体 / 流動沸騰 / 伝熱促進 / 非共溶性 / 混合媒体 / 冷媒遷移 / 強制対流沸騰 / 沸騰熱伝達 / 沸騰伝熱 / 非共溶性混合冷媒 / 強制対流 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
様々な冷却対象・冷却条件に対応できる媒体として、高密度低沸点媒体と低密度高沸点媒体を適切な混合割合で組み合わせた非共溶性混合媒体による沸騰冷却が新たに提案され始めている。これは液体混合のみで実現できる画期的な方法で、従来の冷却システムの熱媒体に対する概念を大きく変えるものである。しかし、適切な条件下ではない場合、望むような効果が得られないこともわかっている。本研究では、非共溶性混合媒体を実際の冷却システムを想定した矩形流路内の流動沸騰に対する沸騰冷媒遷移が生じる条件を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
従来の沸騰冷却システムから飛躍的な性能向上を目指し、流動沸騰系での非共溶性混合媒体の沸騰冷媒遷移機構や非共溶性混合媒体による限界熱流束の増大効果について検証した。試験流体は、高密度低沸点媒体にFC-72、低密度高沸点媒体に水を用い、流路幅30 mm、流路高さ2 mmの下側面加熱の矩形流路を加熱試験部とした。その結果、伝熱面における沸騰冷媒が切り替わる沸騰冷媒遷移は全体流量に対する高密度低沸点媒体の比率が高い場合を除き、基本的に生じることがわかった。また、沸騰冷媒遷移後の高熱流束領域では、水は飽和状態となり、限界熱流束は通常の水の飽和沸騰と同程度となることがわかった
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高い冷却性能が期待できる非共溶性混合媒体を用いた沸騰冷却システムの実用展開のためには、冷媒の組み合わせと液量比を適切に設定することが必須であり、本研究成果による非共溶性混合媒体の流動沸騰熱伝達特性、特に、低熱流束域から中熱流束域において、高密度低沸点媒体から低密度高沸点媒体への沸騰冷媒遷移機構の知見が必須である。
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