1998 Fiscal Year Annual Research Report
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09555318
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
幾世橋 廣 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70005263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松木 浩二 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10108475)
坂口 清敏 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50261590)
奥村 清彦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40177184)
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| Keywords | 岩盤熱物性値 / 熱伝導率 / 温度伝導率 / 同時測定 / 細線加熱比較法 / シリコンゴム / センサ / 曲率半径 |
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| Research Abstract |
1. 測定原理及びセンサの開発:既開発の孔底平面用熱物性値測定用センサ(石英ガラス基盤)の成果を参考に孔壁曲面用センサを開発した。原理は,熱伝導率,温度伝導率及び比熱を同時に測定できるように考案した複測非定常細線加熱比較法である。これは,元来,センサ基盤面と測定試料面が平面で接し,半無限大である場合に成立する原理である。本研究では,本原理が曲面に対しても,実用上十分な測定精度で,近似的に適用できる条件を見いだすことを目的としている。測定孔(直径D[mm])壁曲面にその孔の中心軸に並行に直径d[mm]の熱線及び3本の熱電対(熱線からの距離:X_0,X_1及びX_2)が配置され,それらを同心円管状のセンサ基盤(熱物性値が既知)で押える構造になっている。熱線及び熱電対は,シリコンゴム製のセンサ基盤に固定されている。
2. 実験方法及び実験装置:センサ基盤は,30mm×90mm×10mm(A型)と36mm×90mm×90mm×10mm(B型)の2種である。熱線の長さは50mmで,各基盤の長手方向表面中心位置に埋設固定した。熱電対の熱線からの距離は,A型ではXo=0.5,X_1=2及びX_2=4mm,並びにB型ではXo=0.5,X_1=4及びX_2=8mmとした。熱線には30,50及び80μmの3種のアドバンス線を,熱電対には各径の熱線に相当する径のK熱電対を用いた。石英ガラス及び単結晶石英を参照試料として測定システムの検定を行った。熱物性値が異なると思われる6種類の岩石塊(160mm×160mm×160mm)中央に直径D=76,90,100及び120mの模擬ボアホールを削孔し,その中に上述の熱物性値測定用センサを油圧機構の密着装置により,孔壁曲面に密着させて,研究代表者らの既設の熱物性値測定システムにより測定した。
3. 実験結果 (1)センサの押付け圧力は,250g/cm^2以上必要である。(2)熱伝導率の値が4W/(m・K)以内ならD/dが3000以上で曲率半径の影響がなくなり,曲面でも上述の測定原理で,原位置岩盤熱物性値の測定ができる。
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