2012 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ微粒子懸濁による潜熱輸送スラリーの伝熱・晶析制御
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24360319
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
鈴木 洋 神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90206524)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菰田 悦之 神戸大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00397796)
日出間 るり 神戸大学, 自然科学系先端融合研究環, 助教 (20598172)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 流動 / 伝熱 / 潜熱輸送 / 晶析 |
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| Research Abstract |
本年度においては界面活性剤を添加したアンモニウムミョウバン水和物の潜熱輸送スラリーの伝熱特性および晶析性の改善を行うためのナノ微粒子に関して,まずその結晶系の類似性および文献で伝熱特性改善に用いられた実績から酸化チタンおよび酸化アルミニウムを候補として選定した.さらにナノ微粒子を混入したアンモニウムミョウバン水和物溶液の熱伝導度の測定,潜熱特性,粘度特性,粒度特性,ゼータ電位,晶析性の諸量から最適なものとして酸化チタン10nm微粒子を選定した.ナノ微粒子懸濁により,本研究の目的である,晶析性が向上し,低温壁面のみからではなく,液中からアンモニウムミョウバン水和物が析出することが確認された.一方,熱伝導度については予測されたものより小さな値を示した.詳細に検討した結果,アンモニウムミョウバン水和物溶液のpHが低いため,ナノ微粒子のゼータ電位の等電点に近く,十分に分散されていないことが明らかとなった.そのため,分散剤の検討が必要であることが明らかとなった.次年度に分散特性の向上を目指して,分散剤等の検討を行う.
本年度は産業トモグラフィーを組み込んだ伝熱・流動特性を測定する流路作成を行い,既知の流体に対する圧力損失および伝熱特性の測定を行い,精度が十分であることを確認した.次年度にはこの流路を用いて,ナノ微粒子を懸濁しない場合の,管流動場におけるアンモニムミョウバン水和物微粒子の管内流動特性について検討し,測定精度を検証する.
さらに本年度には潜熱輸送スラリーの伝熱・流動特性に関する数値モデルを構築した.特に伝熱モデルに関しては新規にステファン数を導入した修正プラントル数モデルを考案し,既存の実験値とよく一致することを確認した.さらに本年度は,ナノ微粒子懸濁溶液に対する適応性を検証する.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
流動伝熱装置については作成が週路由している.また,輸送モデルについての検討は終了し,数値計算コードの開発は終了している.熱伝導度測定方法,熱物性特性の方法についての検証は終了している.最適なナノ微粒子選択についても検討を終えている.しかしながら,ナノ微粒子の分散性の改善には課題が残っており,次年度に継続して行う.
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の変更はないが,ナノ微粒子分散性の確保については次年度に課題を残したので,あわせてこのことについて次年度に検討する.
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