相変化マイクロカプセル添加による自励振動ヒートパイプの性能向上と熱輸送機構の解明

添加相变微胶囊提高自振荡热管性能并阐明传热机理

• 批准号: 16J01153
• 负责人: 三浦 正義
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J01153/
• 关键词: 熱輸送; 電子機器冷却; 機能性流体; 相変化蓄熱材; 振動流

本研究は，相変化マイクロカプセルを作動流体に添加することによる自励振動ヒートパイプの熱輸送性能向上手法を提案し，その手法の有用性を実験的に明らかにすることを目的とする．本年度は，まず，相変化マイクロカプセルの基礎的な相変化特性の評価を行った．相変化設定温度40℃・50℃・60℃の3種類のマイクロカプセルを供試試料として用い，これらマイクロカプセルに関する基本的な相変化特性として，示差走査熱量計により融点・凝固点・融解潜熱などを評価した．この結果から，いずれの相変化設定温度のマイクロカプセルにおいても，過冷却が発生することがわかった．つぎに，実際の自励振動ヒートパイプに相変化マイクロカプセル添加作動流体を適用することにより，作動流体にマイクロカプセルを添加することの有用性を確認した．具体的には，相変化設定温度40℃のマイクロカプセルを作動流体に約2wt%添加することにより，同一の作動流体封入条件・加熱条件・冷却条件において，マイクロカプセルを添加しない場合と比較して，往復振動する作動流体の有効熱伝導率が約10%増加することがわかった．さらに，相変化マイクロカプセルを作動流体に添加した場合の熱輸送性能の向上の理由の1つとして，液柱の往復振動により流路内壁に形成される液膜とともに加熱部流路壁近傍にマイクロカプセルが滞留することにより，マイクロカプセルと加熱部流路壁との間の熱交換が促進されることが考えられる．そこで，基礎的な検討として，自励振動ヒートパイプにおける熱輸送において影響を与えると考えられる液柱振動に伴い生じる液膜厚さを評価した．その結果，液柱振動に伴い生じる平均液膜厚さは，液柱先端の平均移動速度を代表速度として用いた平均キャピラリー数により整理できることが明らかとなった．

In this study, the purpose of this study is to improve the performance of the motion fluid system by adding a self-excitation device to improve the performance of the modus operandi. The phase transition temperature is 40 ℃, 50 ℃, 60 ℃, 30 ℃, 30 ℃, 50 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, 60 ℃, The temperature is changed, the temperature, the temperature, the temperature The phase setting temperature is 40 ℃. The temperature of the operating fluid is about 2wt%. The temperature is about 2wt%. The temperature of the same operating fluid is sealed with the conditional cooling condition, and the temperature of the same operating fluid is sealed with the conditional cooling condition. the temperature of the operating fluid is increased by about 10%. The temperature of the operating fluid is about 10%. In order to improve the performance of the operating fluid, the liquid column flows to the inner wall of the flow path to form a liquid film, which is close to the flow wall near the wall of the flow path. In order to improve the performance of the system, the system is used to improve the performance of the system. In the system, the system is used for the purpose of improving the performance of the system. In this paper, the results show that the average thickness of the liquid film is affected by the vibration of the liquid column, the vibration of the liquid column, the thickness of the liquid film and the thickness of the liquid film. The average moving velocity at the front end of the liquid column represents the speed. The average moving speed represents the speed.

项目成果

Phase Change with Liquid Column Oscillation in Pulsating Heat Pipe: Experimental Study Using Forced Oscillation System

脉动热管中液柱振荡的相变：使用强制振荡系统的实验研究

• 发表时间: 2016
• 作者: Masayoshi Miura;Takao Nagasaki;Yu Ito
• 通讯作者: Yu Ito

自励振動ヒートパイプにおける液柱の往復振動に伴い生ずる液膜厚さに関する研究

自激振动热管液柱往复振动引起的液膜厚度研究

• 发表时间: 2016
• 作者: Arakawa Takumi;Ue Sachiyo;Sano Chihiro;Matsunaga Muneyuki;Kagami Hiroyo;Yoshida Yu;Kuroda Yosuke;Taguchi Kazunori;Kitazaki Kazuyoshi;Kubo Tomohiko;三浦正義・長崎孝夫・伊藤優
• 通讯作者: 三浦正義・長崎孝夫・伊藤優

自励振動ヒートパイプにおける液柱の往復振動に伴う熱輸送特性に関する研究（作動流体の影響）

自激振荡热管中液柱往复振动传热特性研究（工质影响）

• 发表时间: 2016
• 作者: Arakawa Takumi;Uchiyama Daisuke;Ohgami Takashi;Ohgami Ryo;Murata Tomoki;Honma Yujiro;Hamada Hiroyuki;Kuroda Yosuke;Taguchi Kazunori;Kitazaki Kazuyoshi;Kubo Tomohiko;溝口優樹;Tanaka Ryotaro;三浦正義・長崎孝夫・伊藤優
• 通讯作者: 三浦正義・長崎孝夫・伊藤優

Experimental investigation of heat transport with oscillating liquid column in pulsating heat pipe using forced oscillation system

• DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.10.069
• 发表时间: 2017-03-01
• 期刊: INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER
• 影响因子: 5.2
• 作者: Miura, Masayoshi;Nagasaki, Takao;Ito, Yu
• 通讯作者: Ito, Yu