2018 Fiscal Year Annual Research Report
Reduction of frost deposition by using gas-liquid and solid-liquid phase change in boundary layer
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16K06130
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| Research Institution | Tamagawa University |
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Principal Investigator |
大久保 英敏 玉川大学, 工学部, 教授 (80152081)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宇高 義郎 玉川大学, 工学部, 教授 (50114856)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 物質移動 / 省エネルギー / 冷凍空間 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平滑面，微細加工面および平滑面上にSUS304製の金網を設置した冷却面上での鉛直平面系における着霜現象に及ぼす冷却面表面温度twの影響を-75℃≦tw＜-10℃の実験条件の範囲内で検討した．結果として，冷却面表面温度が同じ条件の場合，平滑面上での着霜現象と比較すると，微細加工面および平滑面上にメッシュを設置した冷却面上での着霜現象は，熱移動に顕著な差はなく，冷却面への物質移動を低減させることが明らかになった．また，物質移動に関わる諸量である着霜量および霜層厚さの低減率に及ぼす冷却面表面温度の影響を把握することができた．次に，霜結晶生成・成長機構を観察するために構築した顕微鏡撮影システムに高速度撮影装置を組み込むことに成功し，霜結晶の生成・成長の観察および境界層内で発生する過冷却液滴および氷結晶の観察を高速度撮影を用いて行うことができた．観察の結果，微細加工面および平滑面上にメッシュを設置した冷却面近傍の霜層の空隙率が，平滑面上で成長する霜層と比較して顕著に増大していることが明らかとなり，霜層の構造が物質移動の低減化および掻き取り力の低減化に寄与していることが判明した．
以上の結果から，微細加工面および平滑面上にメッシュを設置することによって，“霜層を融解する従来の除霜方式”とは異なる“熱交換器の表面温度を上げずに，機械的に霜層を除去する機械的除霜”を実現する条件が明らかとなった．さらに，平滑面上にメッシュを設置し，メッシュの表面温度を０℃よりも低い温度に維持することによって，冷却面上での着霜現象を抑制し，メッシュ表面で水蒸気を霜結晶として成長させることが可能であることが明らかとなった．
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