傾斜化プロセスを用いたミスト冷却素子の開発

利用梯度工艺开发雾冷却元件

• 批准号: 09229246
• 负责人: 西山 勝廣
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09229246/
• 关键词: 傾斜機能材料; 傾斜化プロセス; 冷却素子; ヒートポンプ; ウォーターミスト; ミスト冷却; クーラー; 冷却機

現在の家庭用クーラーは、ヒートポンプと蒸発エンタルピーの大きなフロンガスなどの冷媒を利用したものが用いられている。フロンガスはオゾン層の破壊など地球環境に重大な影響を及ぼすことから代替冷媒物質の探求が行われているが、代替フロンガスといえども環境に与える影響は極めて大きいので新しい冷却システムの開発が求められている。そこで本研究では、冷媒として水ミスト、冷却素子としてフラクタル次元表面を有するヒートポンプから構成される新しい冷却システムを開発するための検討検討を行った。この方法は空気気流中のミストを加熱面に衝突させて伝熱促進を図る方法であるが、理論的には単相流に比べ約数倍の伝熱促進率を有する。この新しい方法の実現には、二つの技術的困難がある。一つは冷媒物質として用いる水のミストの粒子径を0.1μm以下とするミスト発生技術の確立であり、もう一つは表面積の極めて大きないわゆるフラクタル構造に近い表面を有するヒートポンプの作製技術の確立である。本研究の結果、ミストの発生にはレナード効果を用いることにより0.1μmあるいはそれ以下の粒子径の水ミスト発生装置を実現した。さらにフラクタル構造に近い表面を有する冷却素子の開発には傾斜化プロセスが極めて有効な方法であることが明かとなった。傾斜化プロセスを用いたことによって粒子の接触点数の傾斜化が行われ、結果として焼結後の素子の表面には粗粒、中粒、細粒の傾斜化と気孔のが実現できた。冷却素子の材種は、金属、セラミックスなど種々の材種を検討したがミストに対し冷却効率の高い材質の検討を今後も続ける必要がある。例えばCu/80/90/100の冷却素子の表面は1.64のフラクタル次元を有するが、試作した冷却機による評価実験から、この冷却素子を用いた場合にはミストによる冷却効率は単相流のそれと比較して約2倍以上の冷却効率が得られることが分かった。よって本研究によって示された傾斜化プロセスを用いた冷却素子の作製、水ミストの発生装置の開発並びに評価実験については、当初の目標を達成したものと考えられ、そして傾斜化プロセスを用いた冷却素子から構成される水ミストによる新しい冷却方式は極めて有望な技術と結論する。

Now the family uses the freon to change the situation. The exploration of freon replacement substances has a significant impact on the earth's environment. Therefore, this research is based on a review of the development of a new cooling system that consists of Freon, water, and coolant elements on the surface of a finite dimensional surface. This method is based on the theory of heat transfer rate, which is several times higher than that of single phase flow. The new method is implemented, and the technical difficulties of the second method are discussed. The particle diameter of water in the presence of Freon substance is less than 0.1μm. The production technology of Freon substance is established. The production technology of Freon substance is established. As a result of this study, the generation of particles with particle diameters below 0.1μm has been realized. In addition, the cooling element development in the near surface of the structure is inclined to the surface of the structure. As a result, the surface of the sintered particles is inclined to coarse, medium and fine grains, and the pores are formed. The material type of coolant, metal, and other materials are discussed in the future, which is necessary for the discussion of high cooling efficiency materials. For example, the surface of Cu/80/90/100 coolants has a dimension of 1.64 square feet. Based on the evaluation of the trial cooler, the cooling efficiency of this coolant is more than twice that of a single-phase flow when it is used in the market. This study shows that the operation of cooling element, the development and evaluation of water jet generator, the achievement of the original purpose, the investigation and the new cooling method of cooling element, the construction of water jet generator, and the conclusion.