| 研究実績の概要 |
流体中にナノサイズの固体粒子を安定して分散させたナノ流体を用いた自然対流・沸騰熱伝達に関する研究を行った。
（１）ナノ流体の自然対流熱伝達に及ぼす物性値の影響の実験的研究：昨年度，円筒容器内自然対流熱伝達実験により，ナノ流体は熱伝導率がベース流体の水より高いにもかかわらず熱伝達率が低いのは，ナノ流体の粘性係数がベース流体より高く，また体膨張係数が低いためであることを示した。これらの物性は，ナノ粒子の体積濃度，粒径，粒子材質，代表温度により変化する。このためこれらが自然対流熱伝達率に与える影響を実験的に検討した。
（２）ナノ流体の自然対流熱伝達の数値解析的研究：円筒容器内Al2O3－水ナノ流体の自然対流の数値解析を行った。そしてナノ粒子の体積濃度が流れに及ぼす影響（流れの状態，平均速度の変化）を調べ，ナノ粒子体積濃度の増加とともに平均速度が低下し，これが熱伝達率の低下をもたらしていることを示した。また代表温度の増加とともに，熱伝達率が増加することを示した。
（３）沸騰熱伝達に及ぼすナノ粒子堆積層厚さ・ナノ粒子材質の影響：昨年度，ナノ流体のスプレー冷却実験において，ナノ流体のスプレー時間が長くなると，ナノ粒子層厚さの増加に起因する熱抵抗の増大により伝熱性能が低下することが分かった。これを詳細に調べるため，加熱面上にナノ粒子層を形成し，その上面に水の液滴を落とし，このときのナノ粒子層の材質や粒子層厚さが蒸発挙動に与える影響を調べ，ナノ粒子層厚さの最適値や，CuO, Fe2O3, Al2O3ナノ粒子層において蒸発挙動がどのように変化するかを示した。
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