2009 Fiscal Year Annual Research Report
冷水循環式雪冷房における貯雪の強度と熱交換特性の評価
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19560219
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| Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
河田 剛毅 Nagaoka National College of Technology, 機械工学科, 教授 (50177705)
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| Keywords | 雪冷房 / 冷水循環式 / 貯雪 / 熱交換特性 / 強度評価 |
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| Research Abstract |
冷水循環式雪冷房における冷熱取り出し時の雪水間の熱交換性能の評価を目的として、次の2のことを実施した。
まず、20フィート保冷コンテナを貯雪庫とするモデル装置を用いた冷熱取り出し実験については、昨年度は実験開始時までの雪の融解量が多く、これが実験条件上問題であった。そこで、今年度は保存期間中は貯雪の周りをシートで覆い、実験開始時には貯雪と貯雪庫側壁の隙間に発泡板を挿入するという対策を施した。これにより昨年度よりよい条件で実験を行うことができた。その結果、次の知見を得た。(1)貯雪は保存日数の経過に伴い互いに結合し塊を形成する性質があり、これが冷熱取り出し時の熱交換性能を低下させる原因となる。(2)貯雪は大きな塊状の割れを伴いながら縮小していき、この貯雪形状変化に伴い水の冷却性能が変動する。(3)水の冷却性能は貯雪庫内の水位が高い方がよいが、水位10cmと15cmの差は小さい。(4)貯雪長さが4m程度以上あれば装置の規模や流水条件による一定レベルの熱交換性能を示す。これらの知見は、今後、熱交換性能を向上させる方法を考案する上で重要である。
次に、貯雪の引張・せん断強度の評価については装置、試料の保存方法、試験片の製作過程を見直し、改良した。試料用の雪は野外に設置した貨車用コンテナで保存する他に、保存日数の経過に伴う強度の変化を評価できるよう、ほぼ0℃の恒温室に設置した高さ約2m、内径194mmの複数の鉛直樹脂製パイプに充填し保存したものも用意した。結果として、昨年度よりも小さくなった試験片に対応し、試験片の応力集中等の影響を抑え正しい測定ができるよう改良した強度試験装置を製作し、その動作を確認することができた。しかし様々な不具合に対処するのに時間がかかったこと、試料の保存状況が今一つ思わしくなかったことなどにより保存条件による強度の違いを考察できるだけのデータを得ることはできなかった。
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