呼吸現象を用いた飽和プール沸騰冷却限界の解明と蒸気流制御によるCHF10MW/m^2の達成

• 研究課題/領域番号: 25K07607
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 山陽小野田市立山口東京理科大学
• 研究代表者: 結城 和久 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 教授 (90302182)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2027年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2026年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2025年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 沸騰伝熱 / ポーラス体

研究開始時の研究の概要

本研究は、高い熱伝導性と透過性能を有するロータス型ポーラス銅をグルーブ伝熱面に装荷し、沸騰時に発現する呼吸現象（蒸気排出に伴う強い吸液現象）を利用する新しい沸騰促進技術である。この技術は、作動流体を変えることで未来の電気自動車、燃料電池車、高度情報化社会を支えるデータセンタへの応用が期待でき、劇的なランニングコストとCO2排出の削減に貢献するものである。本研究ではロータス・グルーブ内部の流れ（二相流）の様相を実験ならびに数値解析から評価し、更に流れを貫流一方向型に制御することで水の飽和プール沸騰では夢の限界熱流束である10MW/m2を達成するものである。