2011 Fiscal Year Annual Research Report
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21760145
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| Research Institution | Fukuoka Industrial Technology Center |
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Principal Investigator |
周善寺 清隆 福岡県工業技術センター, 機械電子研究所, 研究員 (00416504)
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| Keywords | 熱工学 / 流体工学 / 氷核生成 |
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| Research Abstract |
前年度の解析結果から,液滴を冷却し凍結させるためには液滴がノズル内に滞在する時間を長くとる必要があるが,管路が長くなった場合にはノズル壁面に境界層が成長し,流路の有効断面積が減少して速度と氷生成率が減少することがわかった.そこで,ノズル長さによる氷生成率の変化について実験により調べることとした.水滴から氷粒子への相変化により氷となった粒子の表面には微小な凹凸ができるため,粒子に照射されたレーザの散乱光の偏向度は一部解消される性質を有する.この性質を利用して,偏向性の高いレーザを粒子に照射し偏向比の解消について調べることで,水滴と氷粒子の判別を試みた.偏光比解消を利用した固液判別実験により,ノズルが長くなるに伴い偏光解消度が大きくなり,氷生成量が増加していることが示唆された.ここで,ミー散乱理論によれば,球形の水滴に対してレーザを入射させた場合,散乱光の偏光度は保存され偏光解消度に変化しないとされているが,水滴が空間内に多数存在する場合には,多重散乱により偏光解消が生じる.そこで,多重散乱の影響について調べるために,散乱光の光量を調べたところ,ノズルが長くなるに伴い水滴の空間密度が低下するため,受光量が低下していることがわかった.したがって多重散乱の影響が小さくなるにも関わらず,偏光解消度が増加しているため,本実験で調べたノズル長さの範囲では,氷生成率が単調に増加していることがわかった.また,ノズル出口から噴射されるマイクロアイスジェットを有機膜に衝突させて除去性能について調べたところ,水の供給量とノズル長さに対して除去性能が変化し,氷粒子生成量がマイクロアイスジェットの除去性能に強く影響していることが明らかとなった.
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