| 研究課題/領域番号 |
09555071
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
鈴木 祐二 東京工業大学, 工学部, 助手 (20242274)
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| 研究分担者 |
蛭子 毅 ダイキン工業(株), 機械技術研究所, 研究職
中別府 修 東京大学, 工学系研究科, 助手 (50227873)
高木 周 東京工業大学, 工学部, 助手 (30272371)
井上 剛良 東京工業大学, 工学部, 助教授 (20193592)
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| キーワード | マイクロチャンネル / 気液二相流 / 流動・伝熱特性 / 熱交換器 |
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| 研究概要 |
本研究では、まずマイクロ熱交換器の核となるマイクロチャンネル部の設計を行った。マイクロチャンネル内の基礎的な熱・流動特性を得るためのものとして、ステンレス板上に放電加工により、深さ209μm、幅212μm、長さ9.96mmの流路を400μm間隔に平行に25本並べ、そのチャンネル部前後に1mmの助走区間を設け、上部にアクリル製の蓋を被せることにより、平面型マイクロチャンネルを製作した。その3次元計測にはレーザー顕微鏡を用い、高精度な計測を行った。製作した平板型のマイクロチャンネルは、まず水(グリセリン水溶液)および窒素の単相流、気液二相流の流動特性を高速度ビデオカメラによる撮影、および画像処理による速度分布・ボイド率等の測定を行った。さらに、チャンネル部前後の圧力変動と流動様式との相関を求めた。その結果として、二相流によって生じる圧力損失パラメータの値は、通常サイズ流路に比べて小さくなり、また、水と窒素の二相流の場合、流動様式線図と圧力損失線図が密接な関係があることが分かった。さらに、液相の粘性が大きいと流路内部で気液が分離されず、混合状態のままで流れることが分かった。次に、同じマイクロチャンネル下部に直径10mmのヒーターを取り付け、チャンネル側面の温度測定を行うことにより、マイクロチャンネル内の伝熱特性を検討した。この結果として、マイクロチャンネル内二相流の伝熱は、気相による撹拌効果により約2倍程度促進されることが確認された。
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