1994 Fiscal Year Annual Research Report
熱・化学変換を利用する昇温型高温ヒートパイプに関する研究
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06452428
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松田 仁樹 名古屋大学, 工学部, 助教授 (80115633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 藤雄 名古屋大学, 工学部, 助手 (70109312)
板谷 義紀 名古屋大学, 工学部, 助手 (50176278)
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| Keywords | ケミカルヒートパイプ / 熱エネルギー輸送 / 触媒反応 / 管壁反応器 / 熱交換 |
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| Research Abstract |
SO_2/O_2/SO_3系ケミカルヒートパイプを用いる高温熱エネルギー輸送に関す研究の一環として、反応ならびに伝熱の同時促進を目的に、本ケミカルヒートパイプの熱需要端(SO_2酸化発熱側)に着目し、新たに試作した熱交換型管壁反応装置を用いた反応・熱交換実験を行い、本装置の反応特性ならびに熱交換特性について実験的検討を行った。実験は、主に反応ならびに熱交換特性に及ぼす反応混合ガス組成、反応混合ガスならびに熱交換媒体の質量流量の影響について調べた。また、反応を伴う熱・物質移動を同時に考慮した理論解析を行い、本熱交換型管壁反応装置の熱交換特性について検討を行った。その結果、本熱交換型管壁反応器は、反応面と伝熱面が一体となるため、従来の触媒充填層装置で問題とされた反応熱の伝熱面への熱移動過程における伝熱促進が図られ、比較的良好な熱交換特性を有することが明らかとなった。また、本実験系に対する理論解析結果は、実験結果を比較的良好に再現することが確認でき、この理論解析により反応器内おける反応ならびに伝熱挙動が明らかとなった。加えて理論解析により、反応器からの熱損失がない場合には、熱交換媒体の温度上昇度は、SO_2の質量流量の増加または熱交換媒体の質量流量の減少に伴い高くなり、熱交換率は、SO_2の質量流量の増加または熱交換媒体の質量流量の減少に伴い低くなり、熱交換量は、熱交換媒体の質量流量の増加に伴い多くなることがわかった。さらに、化学反応熱は顕熱に比べてエネルギー密度が非常に高いため、小流量の高温熱媒体でもかなり大きな熱交換量が得られることから、高エネルギー密度熱輸送方法としての本法の有意性が認められた。
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