＊日本大学生産工学部機械工学科 助教＊＊日本大学生産工学部機械工学科 教授電子機器の性能は日々向上しており，性能向上に比例して増大する熱流束に対応するため，高い冷却能力が必要とされている。また，近年の電子機器は小型高性能化が主流であるため，冷却システム開発においても狭小空間への対応および局所的な冷却が要求されている。衝突噴流を用いた空冷システムは局所的な冷却が可能であり，ファンのような一様流空冷システムと比較して効率的な冷却が可能であると考えられる。また，通常の空冷システムと同様に配管系が一方向であるため，液冷システムと比較して構造が簡易であるという利点を有する。さらに，CPUに付属するファン等の一般的な空冷システムと異なり，複数の発熱体に対して空気供給源を一本化することが可能である。これらの利点から，衝突噴流空冷システムの適用は省スペース低コスト化を実現しつつ高い冷却性能を達成することが可能であると考えられる。衝突噴流空冷に関する研究は多くの研究者によって行われてきた１）−11）。衝突噴流による伝熱特性はノズル形状やノズル伝熱面間距離および熱媒体供給側と外気の圧力比など，多くのパラメータに依存することが明らかになっている。Martin１）は衝突噴流空冷における初期の実─ 1 ─日本大学生産工学部研究報告Ａ2022年 12 月 第 55 巻 第 ２ 号In this study, the heat transfer coefficients were measured in order to predict the heat transfer characteristics of impingement air cooling systems for the narrow space. Moreover, the effects of jet expansion were investigated by the analysis of heat transfer coefficients calculated from the jet temperature of expanded and underexpanded jets. Then, the jet temperatures and average heat transfer coefficients at the flat surface, h−, for various P/Pa (1−5), dimensionless distance H/d (0.5, 1.0) were determined. The temperature of underexpanded jet obtained by the direct measurements was decreased significantly when the choked conditions were satisfied, and it was increased with increasing the pressure ratio P/Pa. However, the temperature of underexpanded jet in the case that H/d = 0.5 was decreased with increasing of P/Pa when P/Pa is higher than three. The temperature of expanded jet at the flat surface was decreased with increasing of P/Pa. The results show h− was facilitated with an increase in P/Pa. The effects of expansion to h− were larger for H/d = 1.0 than that for 0.5. Furthermore, increasing rate of Nusselt number, Nu, was enhanced when H/d = 0.5 and Reynolds number, Re, was higher than 105.Keywords: Impingement Air Cooling, Underexpanded Jet, Heat Transfer Coefficient, High Pressure Ratio論 文The Heat Transfer Characteristics of Impingement Air Cooling System for the Narrow Space using Underexpanded Jet１．緒言Kotaro MATSUMOTO＊ and Hitoshi MATSUSHIMA＊＊松本幸太郎＊，松島均＊＊不足膨張噴流を利用した狭小空間用噴流空冷システムの 伝熱特性
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