超臨界二酸化炭素を用いるフッ素化炭化水素系新規ナノ流体の合成と熱物性評価

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656134
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 佐藤 正秀 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10261504)
• 連携研究者: 阿部 宜之 産業技術総合研究所 (10356371) ; 佐藤 剛史 宇都宮大学, 工学研究科, 准教授 (60375524)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ナノ流体 / 超臨界流体 / フッ素化炭化水素系流体 / 熱伝導率 / 単相流冷却

研究概要

フッ素化炭化水素系流体(FC流体）の伝熱性能向上を目標として、金属酸化物分散FCナノ流体の合成を試みた。酸化チタンまたは酸化アルミニウムナノ粒子を水／フッ素化炭化水素系界面活性剤／超臨界二酸化炭素からなるマイクロエマルション中での金属アルコキシド加水分解反応によって合成した。得られたナノ粒子は、6ケ月以上の長期に渡ってFC流体中に良好な分散状態を保った。非定常細線加熱法による酸化チタンナノ流体の熱伝導率測定値はHamilton-Crosser式で求めた推算値と良く一致した。酸化チタンナノ流体を冷媒とする単相流冷却試験を行ったところ、ベース流体に比べてヒーター表面温度は増加した。

研究成果

• [学会発表] 均一分散ナノ流体の熱物性および伝熱特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤正秀,山村秀,鈴木新一郎,古澤毅,鈴木昇
  • 学会等名: 第79回化学工学会年会
  • 発表場所: 岐阜大学
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] Synthesis of Fluorocabon-base Nanofluids and There Applications for Thermal Management (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yamamura, M. Sato, T. Ouchi, K. IImura, M. Fukagaya, Y. Shinmoto, H. Ohta, Y. Abe, T. Furusawa and N. Suzuki
  • 学会等名: Proceedings of eighth International Topical Team Workshop on TWO-PHASE SYSTEMS FOR GROUND AND SPACE APPLICATIONS
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 20130916-19
• [学会発表] 超臨界二酸化炭素を用いるフッ素化炭化水素系新規ナノ流体の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山村秀,佐藤正秀,古澤毅,鈴木昇
  • 学会等名: 第50回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20130500
• [学会発表] フッ素化炭化水素ベースナノ流体の調製とその伝熱特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大内泰斗,佐藤正秀,深萱正人,新本康久,大田治彦,阿部宜之,飯村兼一,古澤毅,鈴木昇
  • 学会等名: 日本機械学会熱工学カンファレンス2012
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20121100
• [学会発表] Chemical aspects of nanofluids for heat transfer enhancements (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sato
  • 学会等名: Chemical aspects of nanofluids for heat transfer enhancements
  • 発表場所: Beijing, China(Keynote lecture)
  • 年月日: 20120917-21
• [備考]
  • URL: http://www.chem.utsunomiya-u.ac.jp/~masa