マイクロスケール赤外·可視観察に基づく多孔体気液熱流動モデルの構築

摘要

ループヒートパイプ（Loop Heat Pipe，LHP）は毛細管力を駆動力として流体を循環させ，気液相変化を利用して熱輸送を行う二相流体ループである．無電力動作，長距離大量熱輸送，軽量および設置自由度の高さ等の特長を有することから近年，高効率熱輸送デバイスとして注目を集めている．LHPは蒸発器，蒸気管，凝縮器，液管，補償室から構成される．この中でも受熱部である蒸発器はLHP性能を決定する重要な素子である．蒸発器内の多孔体では相変化を伴った気液二相熱流動現象が生じている．先行研究において熱流動現象の可視化研究がいくつか報告されているが，実験に用いられた多孔体は空孔径の大きさが1mm程度と，LHPに用いられる多孔体の空孔径（数～数十μm)に対し非常に大きい．さらにマイクロスケールでの可視化研究例が存在しないため，詳細現象のメカニズムは未だ解明されていない．そこで本研究では多孔体における気液熱流動現象を顕微赤外カメラおよび顕微鏡を用いて観察し，気液熱流動特性を把握した．さらに観察結果に基づいて熱流動物理モデルを構築し，予測熱伝達係数と実験結果の比較を行ったので報告する．