Development of boiling cooling enhancement technique using MEMS technology aided boiling bubble resonator

利用MEMS技术辅助沸腾气泡谐振器开发沸腾冷却强化技术

• 批准号: 22K03969
• 负责人: 佐竹 信一
• 金额: $ 2.66万
• 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 (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03969/
• 关键词: サブクール沸騰; 沸騰気泡共振器; 沸騰音; 可視化計測; MEMS技術; 沸騰冷却; ナノインプリント

沸騰気泡を利用した新たなコンセプトの伝熱促進手法として沸騰気泡共振器（ Boiling bubble resonator, BBR)を申請者は開発した。本研究では，振動が伴う沸騰熱伝達現象でこのBBR振動板から噴出されるマイクロバブルの流動現象をPIV法で計測を行った。共振器の振動モードと沸騰バブルの発生の周期と流れの様子に2光軸PIV計測手法を用いることで、伝熱面へのサブクール液の供給過程と板の振動も直接評価できる。これにより沸騰伝熱現象を最大限に促進させる方法見出す。またMEMS技術をBBRの裏面に適用することで濡れ性を促進し振動板へのサブクール液の供給を増大させることにより高蒸発促進に最適なナノ構造を有する伝熱デバイス創製技術を確立する。本年度は、BBRから噴出する流動計測をおこなった。BBR板から噴出されるマイクロバブルの３次元流れを時系列的に捉え，サブマイクロメートルオーダーで観察する。本研究では，３台のカメラを用いたPIV計測法によるBBR近傍での流体の挙動の把握を水平カメラと垂直カメラからBBRの動きとの連成状態をとらえる。BBR板の動きは鳥瞰カメラより捕らえる。なお、BBR板周囲からは音が発生しておりこの音はハイドロホンにより収得される。カメラ三台とハイドロフォンはタイミングジェネレータにより同期信号をコントロールし音の発生と板の移動、噴出する流体の速度の相関関係を観察した。

Boiling bubble resonator (Boiling bubble resonator, BBR) is a new application method using heat promotion method. In this study, the flow phenomenon of vibration and boiling heat caused by the BBR vibrating plate and the flow phenomenon of the BBR vibrating plate were measured using the PIV method. Resonator's vibration and boiling cycle and flow of the 2-optical axis PIV measurement methodをUse the いることで, the hot noodles へのサブクール liquid supply process and the vibration of the plate to directly evaluate 価できる. The boiling and heat phenomenon can be promoted to the maximum extent by using the method shown in the figure.またMEMS technology を BBR inside に applicable す る こ と で 濡 れ を vibration plate へ の サ ク ー の liquid supplyを大させることによりHigh steam 発promote the optimal なナノstructure を有する伝热デバイスcreation technologyをestablishedする. This year's は, BBR から spurt する flow measurement をおこなった. When the BBR board sprays out the されるマイクロバブルの３dimensional flow れをThe series of サブマイクロメートルオーダーで観看する. In this study, the PIV measurement method was used in three のカメラを units and the BBR was used to measure fluids close to them. The moving control is horizontal and vertical, and the moving control of BBR is connected to the state. BBR board's moving きは bird's eye view カメラより catch らえる.なお, BBR Banzhou囲からは音が発生しておりこの音はハイドロホンによりReceivedされる.カメラ三台とハイドロフォンはタイミングジェネレータによりsynchronous signal をコンThe correlation between the movement of the sound and the movement of the board and the velocity of the fluid ejected is the correlation between the sound and the movement of the board.