非均勻潤濕性微通道表面池沸騰換熱特性

柴永志，張偉, 2，李亞，趙亞東

?

非均勻潤濕性微通道表面池沸騰換熱特性

柴永志1，張偉1, 2，李亞1，趙亞東1

（1華北電力大學能源動力與機械工程學院，北京 102206；2多相流與傳熱北京市重點實驗室，北京 102206）

采用高溫熱氧化與表面改性技術并結合電火花線切割工藝在紫銅表面制備了3類非均勻潤濕性微通道表面，微通道頂部接觸角分別為8.6°、88.1°、156.1°，通道內部接觸角為113.2°。經飽和池沸騰試驗表明，具有超親水性頂部（=8.6°）和超疏水頂部（=156.1°）的微通道表面臨界熱通量分別較紫銅表面（=88.1°）提高了61%和35%，最大傳熱系數分別提高了2.3倍和6倍。氣泡動力學可視化研究表明：非均勻潤濕結構能夠顯著抑制氣泡的合并與團聚，使得氣泡之間存在的間隙成為液體補充路徑，這是臨界熱通量提高的主要機理。

非均勻潤濕性；微通道；傳熱；氣泡；臨界熱通量

引 言

在高熱通量下電子芯片的冷卻性能偏低已成為制約高端電子設備安全穩定運行的主要瓶頸之一[1-2]，對基于相變的新型強化傳熱表面研究開發已成為解決高熱通量下電子芯片散熱的有效途徑。近年來，國內外學者發展了較多強化沸騰換熱的新技術，其中，通過改變表面性質如粗糙度、潤濕性等方式來強化沸騰換熱已成為主要研究熱點之一。如采用燒結[3-4]、噴涂[5-7]、沉積[8-10]、微電子機械系統（MEMS）工藝[11-18]等途徑在換熱表面上制備微結構用以增強換熱性能，池沸騰試驗表明這種表面微結構可顯著提升表面散熱能力[3-15]。Kandlikar[13]采用MEMS方法在Si表面制備了微通道結構，試驗表明微通道的傳熱系數較光滑表面普遍增強。Jaikumar等分別在銅基微通道的頂部、內部及全表面燒結了Cu顆粒，制備了多尺度換熱表面，并發現這種全表面燒結的微通道換熱性能最強，臨界熱通量（CHF）與沸騰傳熱系數（HTC）分別較光滑Cu表面提高1.5倍與7.8倍[19]；對微通道尺寸進行優化，發現窄通道（300 μm）內部燒結微通道換熱表面，HTC最高達到了2.9 MW·m-2·K-1，較平表面提高了43倍之多[20]。Ji等[21]采用燒結方法在銅表面分別制備了二維與三維的“V”形多尺度微孔隙結構，其中三維“V”形孔隙結構的換熱性能最佳，其CHF與HTC分別較紫銅平表面增加3.7倍與2.2倍。Tang等[22]采用燒結工藝在銅通道內分別燒結了規則、不規則的Cu粉顆粒，沸騰試驗表明這種傳熱結構的HTC較紫銅表面增加80%。

表面潤濕性同樣對沸騰性能有著重要的影響，尤其是近年來提出的利用非均勻潤濕性強化沸騰換熱的方法越來越受到研究人員的重視。Betz等[23-24]通過光刻技術在Si表面制備非均勻潤濕性表面，其CHF與HTC分別較平表面增加了65%與100%。Hsu等[25]采用氣相沉積工藝在銅表面制備了4類不同潤濕性差異的非均勻潤濕性表面，池沸騰試驗表明CHF均有不同程度的提高。Jo等[26-28]采用MEMS技術在Si表面制備了非均勻潤濕性表面，池沸騰表明這種表面能夠增加氣泡脫離頻率，增加受熱表面的液體補充速率，增大CHF。

實際上，上述影響沸騰換熱的兩個因素，即潤濕性與表面微結構往往相互耦合。根據Wenzel公式[29]：cosθ=rcose，其中為粗糙因子（固-液接觸的實際面積與垂直投影面積的比值），θ為表面的表觀接觸角，e為材料表面的本征接觸角。由于粗糙因子的存在，會使原本親水性（e<90°）的表面變得更加親水，而使原本疏水性（e>90°）的表面更加疏水。即表面微結構的改變會不可避免地引起表面的潤濕性。本研究制備了一種非均勻潤濕性和表面微結構相互耦合的傳熱表面。采用高溫熱氧化及氟硅烷修飾方法，先在紫銅表面分別制備了具有納米尺寸的超親水與超疏水表面，然后再采用電火花工藝（EDM）在所制備的表面上切割微通道結構，通道內部均為疏水性，這樣就得到了非均勻潤濕性微通道結構。通過池沸騰試驗對比了非均勻潤濕性微通道表面與紫銅光表面的換熱特性，結果表明，非均勻潤濕性微通道表面能夠改善加熱壁面的液體補充，并有利于氣泡脫離，從而顯著提高CHF與HTC。

1 試驗件與試驗系統

1.1 表面制備工藝

采用光學接觸角測量儀（Dataphysics OCA15plus）分別測量體積為3.5 μl的去離子水液滴在所制備表面的接觸角，并使用掃描電子顯微鏡（HITACHI，SU-8010）觀察記錄表面形貌。試驗工件采用紫銅，先用砂紙打磨紫銅表面，得到接觸角為88°、表面形貌為圖1(a)所示的親水性光滑紫銅表面（bare surface, BS）。紫銅表面的潤濕性處理分為超親水性制備與超疏水性修飾兩部分。

（1）超親水性表面制備：先用丙酮及無水乙醇清洗BS，并用氮氣吹干。之后放入400℃燒結爐工作12 h（包括2 h的升溫過程，4 h的恒溫過程，6 h的退火過程），得到接觸角為8.6°、表面形貌為圖1(b)所示的超親水性表面(superhydrophilic surface)。

（2）超疏水性表面修飾：將上述制備好的親水性表面，放入質量分數為1%的氟硅烷/乙醇溶液中。在水浴40℃條件下浸泡1 h，最后在100℃的干燥箱內烘干1 h，即得到了接觸角為156.1°，表面形貌為圖1(c)所示的超疏水表面（superhydrophobic surface）。

為了得到非均勻潤濕性微通道結構，采用電火花切割方法在超親水性表面、親水性光滑紫銅表面、超疏水性表面上切割微通道。通道內部為大孔隙疏水性表面（hydrophobic surface），接觸角為113.2°，孔隙直徑在8～12 mm之間，表面形貌如圖1(d)所示。

由此得到了3種不同類型的非均勻潤濕性微通道換熱表面，如圖2所示。頂部為超親水性的微通道換熱表面記為TS#1，頂部為親水性紫銅平表面的微通道換熱表面記為TS#2，頂部為超疏水性的微通道換熱表面記為TS#3。為了便于對比，將光滑紫銅平表面（BS）在換熱過程中的結果作為基準值。

1.2 試驗系統

圖3(a)為本次大空間飽和池沸騰換熱試驗臺，主要部件包括：試驗工件、沸騰池、加熱裝置、冷凝器與數據采集裝置。試驗工件采用紫銅，換熱表面尺寸15 mm×15 mm，如圖3(b)所示。沸騰池尺寸為200 mm×200 mm×400 mm。試驗工件內部溫度以及工質溫度由K型熱電偶與Ni數據采集系統測量并記錄，試驗件內部熱電偶所得溫度1、2、3分布如圖3(c)所示。溫度梯度、熱通量與傳熱系數由LabVIEW虛擬軟件計算。換熱表面的氣泡生長及脫離過程由高速相機拍攝記錄。

本次范圍內，試驗用紫銅具有常物性，紫銅熱導率(Cu)取值390 W·m-1·℃-1，數據采集時熱電偶溫度及熱通量恒定，熱通量采用傅里葉導熱定律計算

溫度梯度d/d使用泰勒一階導數[19-20]

(2)

微通道表面的溫度w由式(1)得到

沸騰過程中，傳熱系數HTC通過牛頓冷卻定律計算

(4)

式中，sat為去離子水在大氣壓下的飽和溫度。

1.3 誤差分析

本次試驗采用的K型熱電偶，在試驗參數范圍內，其測量精度為±0.2℃。圖4(a)為表面BS內的熱電偶1、2、3在熱通量分別為60.4、466.2、892.9 kW·m-2時的溫度分布。采用均方差R2來判斷溫度1、2、3是否為線性分布，確保在試驗過程中熱量沿著一維方向傳遞。根據誤差傳遞原理，結合式(1)、式(2)，熱通量的誤差可以由式(5)表示

由圖4(b)可知：熱通量的誤差隨著熱通量的增大而快速減小，在臨界熱通量條件下，熱通量的誤差為4%。

圖3 池沸騰試驗臺示意圖

Fig.3 Schematic of pool boiling experimental setup (unit: mm)

2 沸騰曲線與換熱特性

試驗過程中先打開輔助加熱器，將去離子水加熱到大氣壓下的飽和溫度，煮沸1 h充分去除去離子水中的不凝性氣體。再打開主加熱器，主加熱器每次以2 W的增幅調節。當熱電偶測得溫度1、2、3在15 min內波動均不超過0.2℃，即可記錄熱電偶溫度值。

圖5(a)表示了這4類換熱表面的熱通量隨著壁面過熱度的變化曲線。BS在壁面過熱度為8.9℃（ONB）時由對流沸騰轉變為核態沸騰，在壁面過熱度為20℃時達到臨界熱通量，CHF為1016 kW·m-2，最大傳熱系數為50.82 kW·m-2·℃-1。TS#1、TS#2與TS#3的CHF分別為1626.8、1556.3與1380.2 kW·m-2，分別較BS增加61%、53%與35%。表1給出了4類換熱結構的沸騰起始點（ONB）與換熱特性值，由表中數據可知隨著微通道頂部潤濕性由超親水性變為親水性，最后到超疏水性，CHF逐漸降低。Jo等[28]認為非均勻換熱表面的CHF取決于親水性表面與疏水性表面之間的面積比，而與相對間距或者尺寸沒有關系。本試驗TS#1的超親水表面的換熱面積占總換熱面積的29%，而在TS#3換熱表面中則沒有親水性換熱表面。由此可知，親水性表面所占比重越大，其CHF值越高，這與Jo等[28]的試驗結果相符合。從表1看出，這4類表面達到臨界熱流條件時TS#3的壁面過熱度最小（3.9℃），TS#3在實現了提高傳熱系數的同時，使得臨界熱流對應的過熱度降低，這對于高熱通量電子芯片的冷卻具有重要的現實意義。

從表1、圖5看出，TS#1、TS#2與TS#3的最大傳熱系數分別為168.3、292.6與353.8 kW·m-2·℃?1，較BS的最大傳熱系數分別增加了232%、484%與606%。隨著TS#1、TS#2與TS#3微通道肋頂的表面潤濕性由超親水性轉變為超疏水性，氣泡脫離速率（）逐步增加，傳熱系數增加值逐漸提高。

表1 換熱表面試驗數據

考慮到非均勻潤濕性對沸騰換熱的影響，Betz等[24]對Rohsenow等[30]的公式進行修得到

傳熱系數HTC是活化穴密度'a、氣泡脫離直徑d與氣泡脫離頻率的函數，非均勻潤濕性表面的傳熱系數分別由親水性區域與疏水性區域綜合而成[24]。對于TS#1，表面的活化穴大部分來自于微通道內部的疏水性表面，其傳熱系數較其他兩種非均勻潤濕換熱表面差。而對于TS#3，超疏水性微通道頂部與疏水性通道內部同時提供了大量的活化穴，有助于氣泡的產生。表現為TS#3的沸騰起始點在本試驗表面中最低（ONB=0.9℃），同時傳熱系數最高（HTC=353.8 kW·m-2·℃-1）。本試驗換熱表面微通道底部為電火花加工，孔隙直徑均在10 μm左右，如圖1(d)所示；而微通道頂部為納米級顆粒結構表面，納米顆粒的尺寸均在100～150 nm范圍內，如圖1(c)所示。根據Ji等[21]的研究：具有大直徑孔隙的表面會促進氣泡脫離，而具有小孔隙的表面由于其較大的毛細力，有助于液體補充。本研究中的微通道換熱表面同時具有大尺寸孔隙與小尺寸納米結構，這能顯著提高氣泡脫離頻率，增強液滴補充能力。為了更好地解釋非均勻潤濕性表面的換熱性能，還需要對氣泡的氣泡動力學進行分析。

圖6 TS#1氣泡動力學可視化

Fig.6 Visualization of bubble dynamics on TS#1

3 氣泡動力學

采用高速攝像機記錄換熱表面上氣泡動力學特性。對于表面TS#1，當<600 kW·m-2時，換熱表面為少量的孤立氣泡，這一階段TS#1的HTC最低，如圖6(a)～(c)所示。隨著熱通量的提高，氣泡數量逐漸增多。當>600 kW·m-2時，氣泡開始聚合，如圖6(d)～(i)所示。這一階段的氣泡呈分裂狀，汽泡間存在溝壑與凹穴狀空洞。非均勻潤濕性表面抑制氣泡合并，圖6中分裂狀氣泡之間的溝壑與凹穴狀空洞是液體補充換熱表面蒸干區的路徑，這一路徑有效地提高了CHF。

對于表面TS#3，由于通道頂部為超疏水性，而通道內部為疏水性，所以活化穴數目遠遠多于其他換熱表面，在整個試驗過程中HTC遠大于其他表面。當>200 kW·m-2時，氣泡開始合并、脫離，集聚呈汽泡堆，如圖7(d)～(f)所示。當>600 kW·m-2，氣泡堆逐漸消失，出現凹穴狀液體補充通道，如圖7(f)～(i)所示。較強的氣泡脫離頻率和液體補充路徑，保證了TS#3表面的傳熱系數持續增大。

4 結 論

采用高溫熱氧化法在紫銅表面制備Cu納米顆粒堆疊超親水結構，采用氟硅烷進行潤濕性處理后得到超疏水表面。分別在超親水結構表面和超疏水結構表面采用電火花切割微通道，得到了具有非均勻潤濕性的多尺度微通道換熱表面，通道頂部為Cu納米堆結構，通道底部和側壁為電火花燒蝕的微米級多孔結構。對表面形貌和接觸角進行定量表征，通過試驗對比研究了各表面的換熱性能與氣泡動力學特性，主要結論如下。

（1）具有超親水性頂部和超疏水頂部的微通道表面臨界熱通量較紫銅光表面分別提高了61%和35%，最大傳熱系數分別提高了2.3倍和6倍。

（2）多尺度微通道換熱表面同時具備微米級孔隙與納米級Cu顆粒，在提高液體補充能力的同時，提高了氣泡脫離頻率，是傳熱系數提高的主要機理。

（3）表面的非均勻潤濕特性顯著抑制了氣泡的團聚與合并，氣泡間的間隙提供了液體到加熱面的補充路徑，抑制了壁面蒸干，是臨界熱通量增大的主要機理。

符 號 說 明

CHF——臨界熱通量，kW·m?2 cp——液體比熱容，J·kg?1·℃?1 dd——氣泡脫離直徑，mm f——氣泡脫離頻率，s?1 HTC——傳熱系數，kW·m?2·℃?1 n'a——活化穴密度 ONB——沸騰起始點，℃ r——粗糙因子 Tw, Tsat——分別為換熱表面溫度與大氣壓下去離子水的飽和溫度，℃ T1, T2, T3——熱電偶溫度，℃ q——熱通量，kW·m?2 Δx——熱電偶間間距，mm x1——換熱表面與第1根熱電偶間距離，mm θe——本征接觸角，(°) θ*——表觀接觸角，(°) λ(Cu)——紫銅熱導率，W·m?1·℃?1 λl——去離子水的熱導率，W·m?1·℃?1 ρl——液體密度，kg·m?3

References

[1] 孫志堅, 何國安, 王立新, 等. 兩種電子器件用重力型熱管散熱器的換熱特性[J]. 化工學報, 2006, 57(10): 2283-2288. SUN Z J, HE G A, WANG L X,. Heat transfer characteristics of two different thermosyphon radiators for electronic device[J]. Journal of Chemical Industry and Engineering (China), 2006, 57(10): 2283-2288.

[2] 張平, 宣益民, 李強. 界面接觸熱阻的研究進展[J]. 化工學報, 2012, 63(2): 335-349. ZHANG P, XUAN Y M, LI Q. Development on thermal contact resistance[J]. CIESC Journal, 2012, 63(2): 335-349.

[3] 郭兆陽, 徐鵬, 王元華, 等. 燒結性多孔表面管外池沸騰傳熱特性[J]. 化工學報, 2012, 63(12): 3798-3804. GUO Z Y, XU P, WANG Y H,Pool boiling heat transfer on sintered porous coating tubes[J]. CIESC Journal, 2012, 63(12): 3798-3804.

[4] 程云, 李菊香, 莫光東. 水在開孔泡沫銅中的池沸騰傳熱特性[J]. 化工學報, 2013, 64(4): 3798-3804. CHEN Y, LI J X, MO G D. Pool boiling heat transfer of water in porous copper foam[J]. CIESC Journal, 2013, 64(4): 3798-3804.

[5] PHAN H T, CANEY N, MARTY P,Surface wettability control by nanocoating: the effects on pool boiling heat transfer and nucleation mechanism[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2009, 52(23/24): 5459-5471.

[6] BERTOSSIA R, CANEYBC N, GRUSSBD A J,. Pool boiling enhancement using switchable polymers coating[J]. Applied Thermal Engineering, 2015, 77: 121-126.

[7] BOURDON B, DI MARCO P, RIOBOO R,. Enhancing the onset of pool boiling by wettability modification on nanometrically smooth surfaces[J]. International Communications in Heat and Mass Transfer, 2013, 45: 11-15.

[8] HSU C C, CHIU W C, KUO L S,Reversed boiling curve phenomenon on surfaces with interlaced wettability[J]. AIP Advances, 2014, 4(10): 107110.

[9] FORREST E, WILLIAMSON E, BUONGIORNO J,. Augmentation of nucleate boiling heat transfer and critical heat flux using nanoparticle thin-film coatings[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2010, 53(1/2/3): 58-67.

[10] KIM J M, KANG S H, YU D I,. Smart surface in flow boiling: spontaneous change of wettability[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2017, 105: 147-156.

[11] DONG L N, QUAN X J, CHENG P. An experimental investigation of enhanced pool boiling heat transfer from surfaces with micro/nano structures[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2014, 71: 189-196.

[12] HANLEY H, COYLE C, BUONGIORNO J,. Separate effects of surface roughness, wettability, and porosity on the boiling critical heat flux[J]. Applied Physics Letters, 2013, 103(2): 024102.

[13] KANDLIKAR S G. Pool boiling heat transfer and bubble dynamics over plain and enhanced microchannel[J]. Journal of Heat Transfer, 2011, 133(5): 052902.

[14] CHEN Y K, MELVIN L S, RODRIGUEZ S,. Capillary driven flow in micro scale surface structures[J]. Microelectronic Engineering, 2009, 86(4/5/6): 1317-1320.

[15] CHU K H, ENRIGHT R, WANG E N. Structured surfaces for enhanced pool boiling heat transfer[J]. Applied Physics Letters, 2012, 100(24): 241603.

[16] JO H J, PARK H S, KIM M H. Single bubble dynamics on hydrophobic-hydrophilic mixed surfaces[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2016, 93: 554-565.

[17] JO H J, AHN H S, KANG S HA study of nucleate boiling heat transfer on hydrophilic, hydrophobic and hetergeneous wetting surface[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2011, 54(25/26): 5643-5652.

[18] KIM B S, CHOI G, SHIM D I,Surface roughening for hemi-wicking and its impact on convective boiling heat transfer[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2016, 102: 1100-1107.

[19] JAIKUMAR A, KANDLIKAR S G. Enhanced pool boiling heat transfer mechanisms for selectively sintered open microchannels[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2015, 88: 652-661.

[20] JAIKUMAR A, KANDLIKAR S G. Ultra-high pool boiling performance and effect of channel width with selectively coated open microchannels[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2016, 95: 795-805.

[21] JI X B, XU J L, ZHAO Z W,. Pool boiling heat transfer on uniform and non-uniform porous coating surfaces[J]. Experiment Thermal and Fluid Science, 2013, 48: 198-212.

[22] TANG Y, ZENG J, ZHANG S W,. Effect of structural parameters on pool boiling heat transfer for porous interconnected microchannel nets[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2016, 93: 906-917.

[23] BETZ A R, XU J, QIU H,. Do surfaces with mixed hydrophilic and hydrophobic areas enhance pool boiling?[J]. Applied Physics Letters, 2010, 97(14): 141909.

[24] BETZ A R, JENKINS J, KIM C J,. Boiling heat transfer on superhydrophilic, superhydrophobic, and superbiphilic surfaces[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2013, 57(2): 733-741.

[25] HSU C C, CHEN P H. Surface wettability effects on critical heat flux of boiling heat transfer using nanoparticle coatings[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2012, 55(13-14): 3713-3719.

[26] JO H J, KIM S H, KIM H,Nucleate boiling performance on nano/microstructures with different wetting surfaces[J].Nanoscale Research Letters, 2012, 7(1): 242.

[27] JO H J, YU D I, HOH H,Boiling on spatially controlled heterogeneous surfaces: wettability patterns on microstructures[J]. Applied Physics Letters, 2015, 106(18): 1-5.

[28] JO H J, KIM S H, PARK H S,. Critical heat flux and nucleate boiling on several heterogeneous wetting surfaces: controlled hydrophobic patterns on a hydrophilic substrate[J]. International Journal of Multiphase Flow, 2014, 62: 101-109.

[29] WENZEL R N. Resistance of solid surfaces to wetting by water[J]. Industrial and Engineering Chemistry, 1936, 28(8): 988-994.

[30] MIKIC B B, ROHSENOW W M. A new correlation of pool-boiling data including effect of heating surface characteristics[J]. Journal of Heat Transfer, 1969, 91(2): 245-250.

Pool boiling heat transfer on heterogeneous wetting microchannel surfaces

CHAI Yongzhi1, ZHANG Wei1,2, LI Ya1, ZHAO Yadong1

(1School of Energy, Power and Mechanical Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206, China;2The Beijing Key Laboratory of Multi-phase Flow and Heat Transfer, North China Electric Power University, Beijing 102206, China)

Three types of microchannel surface (TS#1, TS#2, and TS#3) with non-uniform wettability were fabricated on bare copper surfaces by surface modification technology and electrical discharge machining (EDM). Each microchannel had the same rectangular cross section with a depth of 800 μm and width of 600 μm. The width of fin between two successive microchannels was also 600 μm. All these three microchannel surfaces had the same contact angle of 113.2° for the sidewall and bottom surfaces, but for the top surfaces, the contact angles were 8.6°(TS#1), 88.1°(TS#2) and 156.1°(TS#3), respectively. During the EDM fabrication process, cavities of 10 μm in size was formed due to the electric sparking. Thus, the fabricated microchannel surfaces were multiscale surfaces. The statured pool boiling heat transfer characteristics of deionized water on these three types of microchannel surface as well as the bare copper surface were investigated experimentally. Compared with the bare copper surface (BS,=88.6°), all these three microchannel surface with non-uniform wettability manifested a better heat transfer performance. The critical heat fluxes for TS#1 and TS#3 were increased by 61% and 35% compared with BS, while the maximum heat transfer coefficients were increased by 2.3 and 6 times. The bubble dynamics on the heated microchannel surfaces was visualized with a high speed camera. It was found that the surface property of non-uniform wettability can postpone bubble column coalescence, thus the gaps among bubble columns can provide the effective routes for the liquid supplementary to the heated surface, avoiding the occurrence of dry-out and enhancing the critical heat flux.

heterogeneous wettability; microchannels; heat transfer; bubble; critical heat flux

10.11949/j.issn.0438-1157.20161587

TK 124

A

0438—1157（2017）05—1852—08

張偉。

柴永志（1991—），男，碩士研究生。

國家自然科學基金項目（51476057）；中央高校基本科研業務費專項資金項目（2015MS47）。

2016-11-09收到初稿，2017-01-09收到修改稿。

2016-11-09.

ZHANG Wei, w.zhang@ncepu.edu.cn

supported by the National Natural Science Foundation of China (51476057) and the Special Funds for the Fundamental Scientific Research of Central Universities (2015MS47).