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ナノ流体沸騰伝熱の工業利用に向けた熱伝達率の動的変化とナノ粒子層剥離の現象解明

研究課題

研究課題/領域番号 26420140
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関電気通信大学

研究代表者

大川 富雄  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (20314362)

研究協力者 榎木 光治  
ムハンマド・ズハイリ・ビン・スライマン  
松尾 大輔  
小林 大河  
渡辺 陽介  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードナノ流体 / 沸騰熱伝達 / ナノ粒子層 / 熱伝達率 / 限界熱流束 / 剥離 / 付着強度 / 分散状況 / 沸騰熱伝達率 / ナノ粒子材質 / ナノ粒子濃度 / ナノ粒子分散状況 / 飽和プール沸騰
研究成果の概要

ナノ流体は、沸騰熱伝達における特に限界熱流束(CHF)を向上させる方策として注目を集めている。ナノ流体によるCHF向上は、主に、ナノ粒子層の形成によって、濡れ性や粗さ等の伝熱面表面性状が変化することに起因する。しかしながら、ナノ粒子層の付着状況は必ずしも強固ではないため、沸騰中にナノ粒子層の剥離がしばしば生じる。このため、本研究では、ナノ粒子層の付着力を実験的に定量化した。この結果、付着力はナノ粒子の材質に大きく依存することを示した。また、ナノ粒子層の剥離量の増加とともにCHFは低下、沸騰熱伝達率は向上する傾向のあることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Systematic measurements of heat transfer characteristics in saturated pool boiling of water-based nanofluids2016

    • 著者名/発表者名
      Muhamad Zuhairi Sulaiman, Daisuke Matsuo, Koji Enoki, Tomio Okawa
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 102 ページ: 264-276

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.06.017

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ナノ流体沸騰熱伝達に及ぼすナノ粒子層の剥離の影響2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺 陽介、大川 富雄、榎木 光治
    • 学会等名
      日本原子力学会2017年春の年会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ナノ流体沸騰熱伝達におけるナノ粒子層の剥離2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺 陽介、榎木 光治、大川 富雄
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第56回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都葛飾区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ナノ流体沸騰伝熱特性におけるナノ粒子の付着力が及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      小林大河
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第55回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental study on the critical heat flux and heat transfer coefficient in nanofluid pool boiling2014

    • 著者名/発表者名
      Tomio Okawa, Muhamad Zuhairi Bin Sulaiman, Daisuke Matsuo
    • 学会等名
      10th International Topical Meeting on Nuclear Thermal Hydraulics, Operation and Safety
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center
    • 年月日
      2014-12-14 – 2014-12-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ流体沸騰熱伝達における粒子分散状況の影響2014

    • 著者名/発表者名
      松尾大輔,ムハンマド・ズハイリ・ビン・スライマン,大川富雄
    • 学会等名
      第63回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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