自発的な液供給機能を有するブリージング現象のメカニズム解明と限界熱流束の向上

阐明具有自发供液功能的呼吸现象的机制并改善临界热通量

• 批准号: 21K03918
• 负责人: 結城 和久
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo University of Science, Yamaguchi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03918/
• 关键词: 沸騰伝熱; 限界熱流束; ポーラス体; ブリージング

本研究では、沸騰浸漬冷却技術による省エネルギー社会への貢献を目的とし、申請者が世界で初めて確認した沸騰時に発生するブリージング現象（自発的な液供給・蒸気排出機能による沸騰冷却促進）のメカニズムを可視化実験とCFDシミュレーションにより明らかにする。次いで、ブリージング現象を完全に制御してそのポテンシャルを最大限に引き出し、学術的および社会的に高い波及効果を得るため、水を作動液とする場合で10 MW/m2、NOVECなどの低沸点冷媒の場合で2 MW/m2の未到の限界熱流束を実証することを目的とする。研究初年度となる令和3年度では、ブリージング現象の詳細メカニズムを解明するため、ポーラス体とグルーブを含む縦断面カットモデルを用いた可視化実験およびCFDシミュレーションを開始した。どちらも本実験を実施するための様々な試験を実施し、現在、双方ともに本試験を開始している。特に可視化実験では、高速度カメラによりポーラス内部の液供給と蒸気排出特性について新たな知見が得られていることに加え、CFDシミュレーションではMARS（Multi-interface Advection and Reconstruction Solver）を用いた解析を実施し、ブリージングに伴う液供給の一端を確認することに成功した。引き続き、可視化実験では得られないブリージング発現時の内部圧力・液体および蒸気速度について詳細に評価している。

This study aims to visualize the contribution of boiling immersion cooling technology to the economy and society, and to identify the emergence of boiling phenomenon (spontaneous liquid supply and vapor discharge function) in the world. The maximum limit of the thermal flux is obtained in the case of secondary freon, high temperature wave and effect in academic and social fields, and the limit of the thermal flux is 2 MW/m2 in the case of hydraulic fluid and NOVEC. In the first and third years of the study, the detailed analysis of the phenomenon was carried out. The test was conducted at the beginning of the trial. In particular, the visualization of high-speed liquid supply and vapor discharge characteristics in the interior of the tank has been successful in obtaining new insights into the application of MARS (Multi-interface Advancement and Reconstruction Solver) analysis and verification of one end of the liquid supply. The internal pressure, liquid temperature and vapor velocity of the fluid are evaluated in detail.

项目成果

ブリージング現象を用いた低沸点冷媒による浸漬冷却

利用呼吸现象用低沸点制冷剂进行浸没式冷却

• 发表时间: 2022
• 作者: Rikuto SHIMODA;Yuya OTAKA;Koji FUMOTO;Keiko ISHII;阿部 遥斗，新井 隆也，宮岡 大，佐々木 直栄，田中 三郎;大貫凌河，石井慶子，麓耕二;新井 隆也，阿部 遥斗，小長 遼太，高尻 雅之，宮岡 大，佐々木 直栄，田中 三郎;阿部 遥斗，新井 隆也，宮岡 大，佐々木 直栄，田中 三郎;川山昂祐 ，石井慶子，麓耕二;新井 隆也，阿部 遥斗，小長谷 遼太，高尻 雅之，宮岡 大，佐々木 直栄，田中 三郎;佐藤 亮，石井 慶子，麓 耕二;松浦 裕真，阿部 遥斗，新井 隆也，宮岡 大，佐々木 直栄，田中 三郎;小倉 一起，石井 慶子，麓 耕二;松浦 裕真，阿部 遥斗，新井 隆也，宮岡 大，佐々木 直栄，田中 三郎;鈴木洋（神戸大）ほか37名 分担執筆;麓耕二 ほか9名;田中大貴
• 通讯作者: 田中大貴

Heat transfer Performance of Two-Phase Immersion Cooling by Breathing Phenomena with Different Pore Structures of Lotus Copper

莲花铜不同孔结构的两相浸入式呼吸冷却传热性能

• 发表时间: 2022
• 作者: Takeshi Kanda;Yuuki Mishina;Shoma Hayasako;ShuンたMuramatsu;Kanna Yamada and Rina Kato;原村 嘉彦，諸隈 崇幸;Terada Mitsuki
• 通讯作者: Terada Mitsuki