電場印加にて熱伝達が大幅に向上する脂肪酸分子を含む油性媒質と金属体との界面構造

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それぞれ異なる温度に保った2つのステンレス蓄熱体で油（脂肪酸）を挟み込み，ステンレス蓄熱体に電場を印加したときの非定常伝熱の測定と数値シミュレーションの併用により油層の熱伝達を評価する実験・解析系を開発し，本課題の研究を推進している。本研究の目的である「電場印加による熱伝達向上メカニズムの解明」について，金属表面（伝熱面）の性状の違いが電場印加時の伝熱特性に特異な変化を与えることに着目して実験を進めてきた。高温側金属蓄熱体の極性と蓄熱体表面の状態によって伝熱挙動が変化することに着目して，蓄熱体表面での脂肪酸分子の吸着状態を変えて伝熱実験を行った。蓄熱体表面の化合物膜の有無が電場下における脂肪酸層の熱伝達率向上挙動に多大な影響を与えていることが明らかになった。印加電圧の極性の違いによる伝熱挙動の変化などを詳細に測定した結果，伝熱面に強固な化合物膜が形成されていない条件では，高温側を正極，低温側を負極とした場合に逆の極の組み合わせの時よりも界面熱伝達率が大きくなることが確認された。また，電極間（蓄熱体間）の油層での脂肪酸の流れが活発化する様子が観察でき，これを記録した。これらの成果をまとめ，「Heat transfer enhancement in fatty acid layer at the interface of two metallic bodies by applying DC electric field」と題して学術雑誌Journal of Electrostaticsに投稿し公表した。