直接接触による低エクセルギー損失熱交換システムに関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08225201
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 山田 雅彦 北海道大学, 工学部, 助教授 (70230480)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福迫 尚一郎 北海道大学, 工学部, 教授 (00001785)
• Keywords: スラッシュアイス / 疎水性液体 / 流動層 / 氷蓄冷熱 / エクセルギー / 融解熱伝達 / 伝熱制御

Research Abstract

1.疎水性液系スラッシュアイスの直接接触解熱伝達挙動の把握
既存の固・気・液三相流動層実験装置を用い,氷粒子とシリコン油を混合したものを供試疎水液系スラッシュアイスとして,その直接接触融解熱伝達特性に及ぼす,諸因子(流動空気温度および流量,氷充填率など)の影響を検討した.
実験の結果,疎水性液体としてシリコン油と氷粒子を混合したスラッシュアイスは,採冷熱伝達特性が水溶液系スラッシュアイスより低い値を示すことが明らかとなった.
2.単一気泡による熱伝達実験および数値解析
スラッシュアイスと空気間の融解を伴う直接接触熱伝達機構を解明するため,スラッシュ層内に単一気泡を通過させ,その際の熱伝達特性を検討するための実験装置の製作および実験を行った.得られた熱伝達率に関する基礎データを解析モデルに適用し,固・気・液三相流動層における融解熱伝達に関する数値シミュレーションを行った.
3.スラッシュアイスよりの採冷熱におけるエクセルギー評価
今年度における,シリコン油スラッシュアイスの融解熱伝達特性に関する実験結果と,前年度までに得られたその他の疎水性液および水溶液系スラッシュアイスに関する実験結果とを併せて,スラッシュ層よりの採冷熱におけるエクセルギー評価を行った.その結果,疎水性液スラッシュアイスでは,氷の融解温度が常に0°Cとなるため,エクセルギー損失が低減されるが流動層としての熱伝達率が低下するため,水溶液スラッシュアイスシステムは,疎水性液によるものと比較してエクセルギー効率が高くなることが明らかとなった.