| 研究実績の概要 |
本研究は，マイクロカプセル相変化物質 (MEPCM) 添加作動流体を用いることにより，自励振動ヒートパイプにおける液柱往復振動に伴う熱輸送を向上させるものである．昨年度製作したガラス管1ターン直線流路自励振動ヒートパイプを用いた実験においては，流路端部の段差にMEPCMが沈殿してしまい，作動流体に添加したMEPCMの濃度を一定に保つことができない場合があった．そのため，作動流体へのMEPCM添加が自励振動ヒートパイプの熱輸送特性に及ぼす影響を正確に評価することができなかった．そこで本年度は，銅板上に2 mm×2 mmの正方形溝流路を形成した2ターンU字自励振動ヒートパイプを製作し，作動流体へのMEPCM添加が自励振動ヒートパイプの熱輸送特性に及ぼす影響について評価した．
MEPCM（相変化設定温度40℃）を種々の濃度で作動流体であるエタノールに添加して実験を行った．このとき，同一の作動流体封入体積・冷却部温度とし，種々のヒーター投入電力で実験を行い，熱輸送量と加熱部－冷却部温度差の関係（熱輸送特性）を得た．その結果，MEPCMを添加しない場合と比較して，MEPCM添加濃度 1, 2 wt%の場合では同じ加熱部‐冷却部温度差における熱輸送量が増加する一方で，MEPCM添加濃度 3 wt%の場合では熱輸送量が減少することがわかった．また，添加濃度 1 wt%のとき熱輸送量は最大となった．熱輸送量が増加した理由は，MEPCM内部の相変化蓄熱材の融解による潜熱吸収が行われたためである．一方で，MEPCM添加により熱輸送量が減少した理由は，作動流体へのMEPCM添加量が多く，液柱質量が増加するとともに粘性係数が増加し，液柱振動振幅が小さくなった結果，液柱往復振動に伴う顕熱輸送量が減少するとともに，液柱が加熱部深くまで浸入せずMEPCM内部の相変化蓄熱材が十分に融解しなかったためである．
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