新エネルギー利用技術を目的とした磁気ハイパーコンダクターの研究開発

磁超导体新能源利用技术研究与开发

• 批准号: 14J01794
• 负责人: 山崎 晴彦
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J01794/
• 关键词: 磁気機能性流体; 磁性流体; 沸騰熱伝達; 気泡; 非共沸; 沸騰気泡; CIP法; Level set法; 沸騰ボイド率; 電磁誘導計測法; 熱輸送

本研究では，磁気機能性流体の沸騰現象に着目し，そのメカニズムを解明することを目的として，磁気排除効果を用いた新しい熱輸送装置を提案することを目指したものである．本年度は，主に非一様磁場下における単孔より離脱する空気気泡の生成メカニズム，および，非一様磁場下における沸騰気泡について実験的，解析的に調査を行った．(1)単孔より離脱する磁性流体中の気泡について実験的に可視化を行い，現象を理解するために二次元非圧縮の単孔より離脱する磁性流体中の気泡について数値解析を行い，磁性流体内の気泡変形挙動について定性的調査を行った．その結果，単孔より離脱する気泡は磁場方向に沿って伸長を伴い離脱することが確認できた．また，無磁場下での離脱気泡に比べ，磁場下での気泡は小さくなることがわかった．次に，数値解析法を用いて磁場下での単孔より離脱する気泡変形・運動挙動を調査した結果，浮力が表面張力・慣性力・粘性抵抗の釣り合いより気泡の離脱が推測できることがわかった．さらに，単孔より離脱する気泡に非一様磁場を印加する場合，磁気浮力が気泡に作用し，離脱を促進する力が大きくなることで，磁場下の気泡は伸長を伴いながら速く離脱することがわかった．(2)非一様磁場が磁性流体の沸騰気泡に与える影響を調査するために，電磁誘導計測法を用いて，磁性流体沸騰ボイド率の計測を行った．また，沸騰ボイド率が磁性流体の沸騰熱伝達特性に与える影響を調査した．その結果，非一様磁場下における非共沸混合磁性流体の沸騰ボイド率の計測を行った結果，印加磁場強さの増加に伴い，沸騰ボイド率が減少することがわかった．また，磁気圧力が加熱面に付加されることにより，沸騰気泡体積が縮小することがボイド率の減少の要因であることがわかった．

This study で は, magnetic 気 functional fluid の boiling phenomena に mesh し, そ の メ カ ニ ズ ム を interpret す る こ と を purpose と し て, magnetic 気 ruled out working fruit を with い た new し い hot conveyer を proposal す る こ と を refers し た も の で あ る. は this year, the main に than others in magnetic field に お け る 単 hole よ り off from す る empty 気 気 bubble の generated メ カ ニ ズ ム, お よ び, than others in magnetic field に お け る 気 bubble boiling に つ い て be 験, parsing に survey line を っ た. Hole (1) 単 よ り off from す る magnetic fluid の 気 bubble に つ い て be 験 に visualization を い, understanding を す る た め に secondary yuan not 圧 shrinkage の 単 hole よ り off from す る magnetic fluid の 気 bubble に つ い て the numerical analytical を い, magnetic fluid inside の 気 bulbs - 挙 dynamic に つ い qualitative survey line を っ て た. そ の results, 単 hole よ り off from す る 気 bubble は に magnetic field direction along the っ て elongation を with い off from す る こ と が confirm で き た. Youdaoplaceholder0, in the absence of a magnetic field, the dissociated gas bubbles of で で are に smaller than those of べ, and in the magnetic field, the で gas bubbles are さくなる smaller, さくなる とがわ, とがわ, and った. に, the numerical analytical method を with い て magnetic field で の 単 hole よ り off from す る 気 bubble - shape, motor 挙 を survey し た as a result, the buoyancy が surface tension, inertia force, viscous resistance の り fishing or い よ り 気 bubble の from が off speculation で き る こ と が わ か っ た. さ ら に, 単 hole よ り off from す る 気 bubble に than the others in the magnetic field を Inca す る occasions, magnetic 気 buoyancy が 気 bubble に し, from off を promote す る が potent き く な る こ と で, magnetic field の 気 bubble は elongation を with い な が ら speed く off from す る こ と が わ か っ た. (2) than others in magnetic fluid, magnetic が の 気 bubble boiling に and え る impact を investigation す る た め に, を electromagnetic induction measuring method using い て, magnetic fluid boiling ボ イ の ド rate measuring line を っ た. ま た, boiling ボ イ ド rate が の 伝 boiling heat transfer of magnetic fluid characteristics に and え る impact を investigation し た. そ の results, not a others in magnetic field に お け る non azeotropic mixed magnetic fluid の boiling ボ イ の ド rate measuring line を っ た as a result, the Inca strong magnetic field さ の raised に with い, boiling ボ イ が ド rate reduce す る こ と が わ か っ た. ま た, magnetic 気 pressure が heating surface に plus さ れ る こ と に よ り, narrow boiling 気 bubble volume が す る こ と が ボ イ の ド rate reduce の by で あ る こ と が わ か っ た.

项目成果

Electromagnetic measurement of vapor void fraction in binary magnetic fluid

二元磁性流体中蒸气空隙率的电磁测量

• 发表时间: 2015
• 作者: H. Yamasaki;Y. Iwamoto and H. Yamaguchi;Haruhiko Yamasaki
• 通讯作者: Haruhiko Yamasaki

Boiling heat transfer characteristics of binary magnetic fluid under non-uniform magnetic field

非均匀磁场下二元磁性流体沸腾传热特性

• 发表时间: 2014
• 作者: Kohei Suzuki;Yohei Yamazaki;Haruhiko Yamasaki
• 通讯作者: Haruhiko Yamasaki

磁性流体を利用した流量制御装置

使用磁流体的流量控制装置

• 发表时间: 2015

Boiling heat transfer characteristics of binary magnetic fluid

二元磁流体沸腾传热特性

• 发表时间: 2014
• 作者: Kohei Suzuki;Yohei Yamazaki;Haruhiko Yamasaki;Kohei Suzuki;Haruhiko Yamasaki
• 通讯作者: Haruhiko Yamasaki

同志社大学流体力学（山口）研究室

同志社大学流体力学（山口）实验室