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）

The purpose of this study is, OHP's action limit, full picture of OHP's action, and prediction of action's construction. Self-excited vibration vibration control (OHP) has an action limit, a thermal flow mechanism, a thermal flow mechanism, and a liquid flow mechanism. Transparent piping such as るようにガラス and other transparent piping is produced and manufactured, and the temperature and pressure near the operating limit and the heat transfer amount are measured. At the same time, the movement of high-speed liquid and the liquid interface are observed and the action limit is checked and the action is determined. After the research was restarted, it was suspended for about half a year, and the 7-year-old OHP produced by the パイレックスガラスThe actuating fluid is R134a, which is sealed and the high-speed hydraulic fluid is visualized. OHP's horizontal status and action status, vertical tilt status and confirmation status. After the heat load is applied, the steaming part begins to boil and the liquid in the steaming part begins to condense, and the OHP action begins. The direction of the flow is controlled and the flow is reversed and the OHP is used. The overall flow of the OHP is one direction and the circulating flow is checked. The heat load is high and the internal circulation of the OHP is the same as the current flow. After the study was resumed, it was determined that the thermal load and the action limits were close to each other and the thermal flow was visualized. February 2023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 Participation in symposium, exchange of opinions among domestic and overseas researchers on action limits of OHP, and conduct of exchange of opinions. (Results of the Institute's research report which are currently on hiatus)