研究課題/領域番号 |
22KF0091
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補助金の研究課題番号 |
22F21056 (2022)
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研究種目 |
特別研究員奨励費
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配分区分 | 基金 (2023) 補助金 (2022) |
応募区分 | 外国 |
審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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研究機関 | 東京大学 |
研究代表者 |
鹿園 直毅 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30345087)
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研究分担者 |
TANG JINCHEN 東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
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研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2024年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2023年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2022年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
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キーワード | 相変化 |
研究開始時の研究の概要 |
本研究では,実験ならびに理論解析と数値シミュレーションを駆使して,濡れ性を制御したナノ構造の濡れとサイズ効果の影響,および不均一な濡れ面を用いて伝熱面上の相変化現象を定量評価する.また熱を吸収する熱源が空気の場合は,着霜およびその除霜が課題となる.本研究では,このような様々な温度,湿度,風速,管外流路形状等における着霜による伝熱劣化の計測も試みる.
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研究実績の概要 |
再生可能エネルギーが主力電源化する将来においては,あらゆる需要の電化が進むことが見込まれており,パワエレや電池等の高性能デバイスは高い放熱特性や温度マネジメントが求まれている.その中で,近年,ナノ加工技術とナノ材料の利用可能性が高まるにつれ,マイクログルーブとナノ構造を融合することで,濡れ性と毛管力の大幅な変更による相変化熱伝達の制御が期待されている.本研究では,実験ならびに理論解析と数値シミュレーションを駆使して,濡れ性を制御したナノ構造の濡れとサイズ効果の影響,および不均一な濡れ面を用いて伝熱面上の相変化現象を定量評価する.また,ヒートポンプ等で環境の熱源が空気の場合は,吸熱する際に凝縮,凍結し,その後霜層が成長することで,熱交換面が閉塞することが課題となる.本研究では,ナノ加工技術を活かした伝熱面上における着霜現象に注目し,様々な温度,湿度,風速,性状等における着霜による伝熱劣化の計測も試みる.
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
光硬化樹脂法およびFormvarレプリカ法等を用いて伝熱面上の相変化状態を3次元的に計測する手法を実現するための実験基盤を構築している.恒温恒湿室環境において,温度及び湿度を管理した湿り空気を導入する風洞内に低温冷却面を設置し,その上に伝熱面を設置する実験装置を作製中である.
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今後の研究の推進方策 |
表面コーティングやマイクロメートルオーダーの微細凹凸を設けた伝熱面上の滴状凝縮,その凍結,そして霜成長を観察した上で,これらの時間変化と表面性状の相関を定量化する. 光硬化樹脂法およびFormvarレプリカ法等に用いる樹脂の配合や作製条件について検討を継続するとともに,X線ComputationalTomographyを用いて凍結液滴や霜の3次元構造を計測 する.
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