Clarification of heat transfer mechanismat at operating limit of oscillating heat pipe and construction of prediction model

振荡热管工作极限传热机理的阐明及预测模型的构建

• 批准号: 20K14957
• 负责人: 岩田 直子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Japan Aerospace EXploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-11-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14957/
• 关键词: 自励振動ヒートパイプ; 二相流体; 伝熱; 動作限界; 熱流動機構; 熱制御; 予測モデル

本研究の目的は、OHPが動作限界に至るメカニズムの全貌を明らかにし、予測モデルを構築することである。自励振動ヒートパイプ(OHP)の動作限界を引き起こす熱流動機構を明らかにするために、気液挙動が見えるようにガラス等の透明配管で製作したOHPについて、動作限界近傍での温度と圧力、熱輸送量を計測する。同時に高速度カメラで気液の動きや気液界面での現象を観察し動作限界メカニズムの仮説の検証を行う予定である。研究再開後中断までの約半年間に、パイレックスガラス製の7ターンのOHPに作動流体としてR134aを封入し高速度カメラにて可視化実験を行った。OHPは水平状態では動作しなかったが、垂直および傾斜をつけたボトムヒート状態では動作が確認された。熱負荷入力後、蒸発部で沸騰が生じた後に蒸発部の液スラグが凝縮部へと動き始め、OHPの動作が開始した。流れ方向を制御する逆止弁などはOHPに用いていないものの、OHP全体で流れが一方向となる循環流が観察された。熱負荷を上げてもOHP内部は循環するスラグ流のままであった。研究再開後は、さらに熱負荷を上げて動作限界付近での熱流動挙動を可視化する実験を行う予定である。2023年2月にオーストラリア/メルボルンで行われたJoint 21th International Heat Pipe Conference and 15th International Heat Pipe symposiumに参加し、国内外のヒートパイプ研究者とOHPの動作限界について意見交換を行った。（学会での発表は研究中断中の成果）

Purpose の this study は, OHP が action limit に to る メ カ ニ ズ ム の whole を Ming ら か に し, be モ デ ル を build す る こ と で あ る. Self-excited vibration ヒ ー ト パ イ プ (OHP) の action limit を lead き up こ す heat flow organization を Ming ら か に す る た め に, liquid 気 挙 が see え る よ う に ガ ラ ス の transparent piping で making, し た OHP に つ い て, action limits nearly alongside で と の temperature pressure, heat throughput を measuring す る. And high speed カ に メ ラ で の 気 fluid dynamic き や 気 liquid interface で の phenomenon を 観 examine し action limit メ カ ニ ズ ム の 仮 said の 検 line card を う designated で あ る. Research to open after the interrupt ま で の に, about half a years パ イ レ ッ ク ス ガ ラ ス system の 7 タ ー ン の OHP に actuation fluid と し て everything を し sealed high speed カ メ ラ に て visualization be 験 を line っ た. OHP は horizontality で は action し な か っ た が, vertical お よ び tilt を つ け た ボ ト ム ヒ ー ト state で は action が confirm さ れ た. Heat load into force after born, steamed 発 で boiling が じ た department に steamed 発 の liquid after ス ラ グ が condensation of へ と き beginning め, OHP の action が began し た. Flow direction れ を suppression す る non-return chemical な ど は OHP に with い て い な い も の の, OHP all で れ が direction と な る cyclic flow が 観 examine さ れ た. The heat load を is on the げて <s:1> OHP internal <s:1> circulation するスラグ flow <s:1> ままであった. Research to open after は, さ ら に heat load on を げ て action limit pay nearly で の heat flow dynamic を 挙 visualization す る be 験 を line う designated で あ る. February 2023 に に ストラリア/メ メ ボ ボ <e:1> で で われた われたJoint 21th International Heat Pipe Conference and 15th International Heat Pipe Symposium に attend し, both at home and abroad の ヒ ー ト パ イ プ researchers と OHP の action limit に つ い て exchange line を っ た. (Learn で で to present <s:1> research achievements during the interruption of で research)