2019 Fiscal Year Annual Research Report
加熱壁面上のマイクロバブルとマランゴニ対流発生が流体加熱効率に与える影響の解明
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17H04904
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
名村 今日子 京都大学, 工学研究科, 助教 (20756803)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マランゴニ対流 / 水冷 / マイクロバブル / 金ナノ粒子薄膜 / 沸騰 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
太陽光などの強い輻射にさらされる宇宙空間の機器類や高集積化する電子デバイスにおいて，その熱マネジメントは急務となっている．水冷技術はその中でも広く利用される冷却方法である．水冷技術において鍵となるのは加熱壁面から流体への熱伝達率と流体中の熱伝導・熱輸送である．本研究では，加熱壁面上に生成するマイクロバブルとその周辺に発生する対流が，壁面から流体への熱の移動にどのように影響を与えているかを明らかにすることを目的としている．本年度は，マイクロバブル周辺の対流増強メカニズムの解明と，タングステンドープした酸化バナジウム薄膜を使ったマイクロバブル冷却効果の実証実験を行なった．まず，流体中溶存気体量，水アルコール混合比，および熱源形状を系統的に変化させることでマイクロバブル周辺の対流増強メカニズムの解明を進めた．その結果，バブルが急激な流れを発生させるときには，バブル自身がサブMHzオーダーで振動しているということを見出した．対流の発生には，この振動が深く関わっている．この振動を，溶存気体量やアルコールの添加，さらに熱源サイズを変化させることで，制御できることを実証し，流れの応用可能性を広げることに成功した．また，マイクロバブル冷却効果の実証実験については，独自の壁面温度評価方法を開発することで達成した．実験装置を改良することで，マイクロバブル周辺の壁面温度分布を詳しく調べた．これらの結果から，水蒸気マイクロバブルを利用することによる，熱源から流体側への熱伝達の改善の程度を評価することができた．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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