高性能マイクログルーブ蒸発器の熱輸送機構及びその促進技術

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13750175
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 趙 耀華 九州工業大学, 工学部, 助教授 (60315166)
• キーワード: マイクログルーブ / 蒸発器 / 三相界線 / 相変化伝熱 / 電子機器冷却

研究概要

開放型のグルーブ蒸発器について、従来の研究がメニスカスの変形を考慮せず、予測値(特に熱流束が大きい又はグルーブ幅が小さい場合)は信頼できない。
本研究では、まず、VOF法を用い、グルーブ断面内に二次元複合伝熱による液体界面蒸発過程を数値シミュレーションした。ここで、メニスカス近傍の蒸発機構及びメニスカス形状における固体面温度(又は熱流束)の影響を注目し、固体面温度(又は熱流束)の増加による液面が平坦化することが分かった。その原因は、伝熱量増加と共にメニスカス近傍での流動抵抗が増加し、その流動抵抗を克服するため三相界線近傍でのメニスカスの曲率が急変化することになるのである。次に、現在完全開放型のグルーブ蒸発器における伝熱特性の三次元数値シミュレーションを行ない、メニスカス近傍の曲率が急変化による流体主流の駆動力(毛細力)が弱め、液体のドライアオトによるヒートシンクの伝熱限界が大きく制限されることを理論的に解明する。更に、現在完全開放型のグルーブ蒸発器における伝熱特性の実験研究を行なっている。

研究成果

• [文献書誌] 趙耀華, 鶴田隆治: "ミクロ液膜モデルによるサブクール沸騰限界熱流束"日本機械学会論文集. 67-654. 351-357 (2001)
• [文献書誌] ZHAO Yaohua, T.Tsuruta: "Critical Heat Flux of Boiling Heat Transfer in a Confined Space"JSME lut. J. 44-3. 344-351 (2001)
• [文献書誌] ZHAO Yaohua, etc.: "Untied Theoretical Prediction of Fully Developed Nucleate Boiling on Critical Heat Flux Based on a Dynamic Microlayer Model"Int. J. Heat & Mass Transfer. (accepted). (2002)
• [文献書誌] ZHAO Yaohua, etc.: "Bubble Behaviors in Subcooled Pool Boiling"12~<th> Int. Heat and Mass Transfer Cont.. (accepted). (2002)