2023 Fiscal Year Research-status Report
非定常状態における木材中の水分移動が熱的性質に与える影響
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21K05703
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
前田 啓 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (00714883)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 木材 / 熱伝導率 / 熱線法 / 非定常法 / 水分移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
含水率の異なるヒノキスライス単板を積層して非定常法による熱物性の測定を行い、水分移動が存在しない場合に想定される熱物性との関係を検討した。
熱線法による測定においては、はじめに有限体積法による熱伝導シミュレーションの精度向上に取り組んだ。前年度取り組んだ、密度の異なる単板を積層した試料に対する熱線法による熱伝導率測定において、実験結果ではセンサーに最も近い単板の密度が変化すると熱伝導率も変化していたが、シミュレーションにおいては、この単板の密度の変化は測定される熱伝導率に変化を与えなかった。このシミュレーションでは積層した単板を真空包装するフィルム（ポリエチレン、厚さ約100μm）を考慮していなかったことが実験結果と異なる挙動を示した理由と考え、フィルムの存在を考慮したモデルによるシミュレーションを実施したところ、実際のフィルム厚（約100μm）に近い条件において、実際の測定値とシミュレーション結果が近くなることが確認され、今回のシミュレーション手法により実験結果の分析が可能であることが確認された。
次に、水分移動が測定値に与える影響を検討するため、密度の出来るだけ近いヒノキスライス単板（厚さ1mm）を準備し、塩化マグネシウム飽和塩水溶液と塩化リチウム飽和塩水溶液の入ったデシケータによる調湿を行った。その後、これらの単板を積層して真空包装を行い所定の時間経過後に熱線法・ホットディスク法による熱伝導率測定を実施した。その結果をもとに各単板と全体の熱伝導率の関係を検討したところ、含水率の異なる単板を積層した場合と前年度取り組んだ密度の異なる単板を積層した場合の関係が近い可能性が確認された
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、非定常法で測定される熱伝導率において積層方向における含水率のばらつきがある場合についても、水分移動を考慮せず各単板の熱伝導率で説明できる可能性が示された。この結果は当初の計画通りであるため、本年度についても前年度と同様おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
含水率の異なるヒノキ柾目板以外の単板を積層して非定常法による熱伝導率測定を実施し、水分移動が木材の熱的挙動に与える影響について検討する。
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| Causes of Carryover |
今年度の研究で明らかになった積層方向の含水率が異なる場合の単板の熱伝導率と非定常法の測定値の関係を確かなものにするためには、異なる樹種での測定など水分特性の異なる条件での検討が必要と判明したため、当該の予算を次年度に使用することとした。
今年度は、必要な物品購入や人件費、成果発表に必要な経費を使用する予定である。
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