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 (BBR) is a new method for heat transfer promotion. In this study, the phenomenon of vibration accompanied by boiling heat transfer was measured by PIV method. Vibration of resonator, boiling, periodic generation of flow, two-axis PIV measurement method, heating surface, liquid supply process, vibration of plate, direct evaluation The method of maximum promotion of boiling heat phenomenon is presented. MEMS technology is applied to the inside of the BBR, and its properties are promoted. The supply of liquid to the vibrating plate is increased. The high evaporation promotion is established. The optimal structure is established. This year's BBR flow measurement The BBR board is equipped with a 3D flow control system. In this study, three sets of PIV measurements were used to measure the movement of fluid near the BBR. The horizontal and vertical movements of the BBR were measured. BBR board move The BBR board has been closed for a long time. The correlation between the velocity of the fluid and the speed of the sound generation and the movement of the plate was investigated.