プラスチック流路内で誘起される自励振動式熱輸送現象のメカニズム解明と理論構築

本研究では，プラスチックを対象とした自励振動式ヒートパイプの設計式を構築することを目的としている．本年度は，①透明のプラスチック素材を用いて自励振動式ヒートパイプを製作し，②可視化実験と映像解析を行う環境を整えた．①では，プラスチック素材を用いてヒートパイプの流路を製作し，この流路を透明のプラスチックシートで挟む形状で自励振動式ヒートパイプを製作した．なお，これまでの研究成果を踏まえて，ヒートパイプの流路断面を1.3mm×1.1mm，流路本数を14本とし，作動流体にはハイドロフルオロエーテルを用いて流路内に液スラグ・蒸気プラグの状態で分散させた．②では，ヒートパイプを加熱・冷却し，ヒートパイプ内で誘起される液スラグ・蒸気プラグの自励振動現象を高速度ビデオカメラを用いて撮影する環境，ヒートパイプの温度分布の経時変化を熱電対を用いて測定する環境を整えた．その上で，複数の映像解析ソフトを用いて撮影データを解析し，液スラグ・蒸気プラグの動きをデジタルデータとして取得する環境を整備した．①，②の終了後，重力の影響が入らないようヒートパイプを水平に設置し，加熱条件を変化させて可視化実験と映像解析を行った．プラスチック系自励振動式ヒートパイプ内でも自励振動現象が誘起されるが，液スラグ同士，蒸気プラグ同士の合体が起き，これらの分布が従来のものと異なることが明らかになった．本ヒートパイプの特徴的な合体現象であるため，引き続き現象解明を行う必要がある．

本研究では，プラスチックを対象とした自励振動式ヒートパイプの設計式を構築することを目的としている．本年度は，①透明のプラスチック素材を用いて自励振動式ヒートパイプを製作し，②可視化実験と映像解析を行う環境を整えた．①では，プラスチック素材を用いてヒートパイプの流路を製作し，この流路を透明のプラスチックシートで挟む形状で自励振動式ヒートパイプを製作した．なお，これまでの研究成果を踏まえて，ヒートパイプの流路断面を1.3mm×1.1mm，流路本数を14本とし，作動流体にはハイドロフルオロエーテルを用いて流路内に液スラグ・蒸気プラグの状態で分散させた．②では，ヒートパイプを加熱・冷却し，ヒートパイプ内で誘起される液スラグ・蒸気プラグの自励振動現象を高速度ビデオカメラを用いて撮影する環境，ヒートパイプの温度分布の経時変化を熱電対を用いて測定する環境を整えた．その上で，複数の映像解析ソフトを用いて撮影データを解析し，液スラグ・蒸気プラグの動きをデジタルデータとして取得する環境を整備した．①，②の終了後，重力の影響が入らないようヒートパイプを水平に設置し，加熱条件を変化させて可視化実験と映像解析を行った．プラスチック系自励振動式ヒートパイプ内でも自励振動現象が誘起されるが，液スラグ同士，蒸気プラグ同士の合体が起き，これらの分布が従来のものと異なることが明らかになった．本ヒートパイプの特徴的な合体現象であるため，引き続き現象解明を行う必要がある．