2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12650197
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
平田 哲夫 信州大学, 工学部, 教授 (40126701)
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| Keywords | 氷蓄熱 / 凍結 / 剥離 / リキッドアイス / エチレングリコール水溶液 / 円管内流れ / 傾斜平板 |
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| Research Abstract |
本研究者は従来の研究において,熱伝導率の比較的小さい水平冷却板を用いて水溶液を凍結させると,凍結層が浮力の作用により冷却面から自然に剥離し,冷却面が常に露出した状態で凍結現象が実現できることを見いだし報告してきた.本研究は,その現象の応用・発展のための基礎資料を得ることを目的とし,傾斜平板面における凍結層剥離現象の解明を始め,円管内流動水溶液の凍結と剥離現象について実験を行い以下の知見を得た.
1.傾斜平板面における凍結層剥離現象の解明
塩化ビニル製の厚さ3mmの冷却板を傾斜させて設置し,2〜10wt%エチレングリコール水溶液の凍結実験を行った結果,傾斜面においても凍結・剥離現象が生ずることを明らかにした.また,傾斜面においては氷結晶が傾斜面をスライドしながら成長し,比較的大きなシート状となって剥離することを明らかにした.さらに,傾斜角度が大きいほど剥離しやすいことを見出した.
2.円管内流動水溶液の凍結と剥離現象
氷結晶の剥離現象をより実用化に向けた研究として,円管内を流れる水溶液の凍結・剥離現象について実験を行い,流速及び冷却条件が剥離現象にどのように影響するかについて検討した.その結果,流速を遅くすると凍結量は増加するが,さらに遅くすると冷却面から氷結晶が剥離せず凍りつくことを明らかにした.また流速を速くすると凍結量は減少し,さらに速くすると氷結晶が生成されないことを示した.これらのことから,リキッドアイス製氷には最適な流速・冷却条件があることを明らかにした.
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[Publications] 平田哲夫, 石川正昭, 神原完太: "氷の剥離現象を伴う円管内流動水溶液の凍結"日本冷凍空調学会論文集. 18巻・4号. 411-417 (2001)
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[Publications] T.Hirata, K.Ishikawa, K.Yamada: "Crystal ice formation of solution and its removal phenomena on inclined cooled plate"International Journal of Refrigeration. 25巻・2号. 190-198 (2002)
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[Publications] T.Hirata, K.Ishikawa, K.Kanbara: "Ice formation of flowing aqueous solution and its removal phenomena in cooled pipe"Proceedings of International Conference "Fundamental Research on Thermal Energy Storage to Preserve Environment". 19-24 (2002)
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[Publications] 平田哲夫, 石川正昭, 濱中健一: "円管内流動水溶液の凍結と剥離に関する研究"日本機械学会2001年度次大会講演論文集. V巻・1号. 203-204 (2001)
