薄液膜の撥水型ドライアウト防止によるミニチャネル内流動沸騰熱伝達促進

摘要

微細流路内流動沸騰では，気泡周囲に形成される薄液膜の蒸発が重要な伝熱過程であるため，薄液膜の形成・蒸発過程を制御できれば，伝熱促進が可能になる．従来，形成された薄液膜は蒸発のみにより消失してドライアウトすると考えられていたが，これまでの研究(1)では，液膜が壁面にはじかれて乾く撥水型ドライアウトの存在が明らかとなった．また，超親水表面を用いれば熱伝達率，限界熱流束の劣化につながると考えられる撥水型ドライアウトを防止できることが明らかとなった．本研究では，SU-8 のパターニングで製作したマイクロピラー群とその表面へのナノ構造付与により超親水伝熱面を製作し，沸騰実験を行った．シリコン平板上の沸騰では観察された撥水型ドライアウトが超親水性構造上では観察されず，撥水型ドライアウトを防ぐことが熱伝達率・限界熱流束構造に有効であることが示された．