Development of a novel flat laminate vapor chamber with innovative inner structure

开发具有创新内部结构的新型平板层压板均热板

• 批准号: 21K04180
• 负责人: 水田 敬
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: Kagoshima University
• 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-21K04180/
• 关键词: ベーパーチャンバー; 伝熱特性; 温度平滑化

昨年度行った研究開発をさらに進展させるために、コンピューターシミュレーション法であるVOF法(Volume of Fluid)を用いた数値的検討と、現有装置である3Dプリンター(Form 3)により作製した試作サンプルを用いた実験的研究を実施し、冷媒循環特性に影響を与える因子の検討を行った。本年度は、昨年度選定した「リジッド4Kレジン」、「リジッド10Kレジン」に加えて、可視化用に「クリアレジン」を組み合わせてサンプル作製を行った。　可視化結果とVOF法によるシミュレーション結果とを比較し、流動特性に影響を与える因子の特定を行うとともに、流動特性に関する設計モデルの構築を行った。具体的には、流路幅と流路深さ加えて、流路の配置が非常に大きな影響を与えることを明らかにし、それらの影響について定量的に予測できるモデルの構築を行った。また、試作サンプルについては、可視化用サンプルに加えて、伝熱特性確認用サンプルの制作も行い、冷媒封入条件が伝熱特性に与える影響について検討を行った。実験としては、現有の伝熱特性評価装置を用い、サーモカメラによる表面温度分布測定結果などを用いて、独自開発の手法(Applied Thermal Engineering, 146 (2019)843-853)掲載)により、熱伝導率推定を行った。その結果、いずれも十分な伝熱特性を発揮し、設計モデルが妥当であることがわかった。さらに、冷媒封入量に応じて最大熱輸送量が変化することを明らかにし、最適な冷媒封入条件に関する基礎的知見を得た。

The research progress in the past year has been made. The VOF method (Volume of Fluid) has been used in the research of the existing equipment. The research on the influence of Freon cycle characteristics has been carried out. This year's selection of "4K" and "10K" is different from that of last year's selection. The combination of "4K" and "10K" for visualization is used to make the system work. The visualization results of VOF method are compared, the flow characteristics are affected, and the specific behavior is related to the design of flow characteristics. Specific parameters, flow path amplitude, flow path depth, flow path configuration, etc. are very important.また、试作サンプルについては、可视化用サンプルに加えて、伝热特性确认用サンプルの制作も行い、氟利昂封入条件が伝热特性に与える影响について検讨を行った。The method for estimating thermal conductivity and thermal conductivity has been developed independently by using existing thermal property evaluation devices and measuring surface temperature distribution results (Applied Thermal Engineering, 146 (2019)843-853). The result is that the heat transfer characteristics are very high, and the design is appropriate. In addition, the amount of Freon entrapment, the maximum heat transfer, and the basic knowledge of the optimal conditions for Freon entrapment were obtained.