| Research Abstract |
着霜により,例えば,空調機器においては,低外気時の暖房運転時に室外熱交換器の暖房能力が低下する.冷蔵ショーケースやユニットクーラ等においては,庫内の熱交換器への着霜により,機器の効率が低下し,その結果,冷凍能力が低下する.さらに,除霜運転では,余計な電力が必要となる.また,超音速機を開発する上で,空気予冷却器の冷却管群への着霜がエンジン性能の低下を引き起こすという報告も有る.この様に,着霜現象は多くの状況で見られ,それは機器の性能低下を引き起こし,場合によっては重大な事故の原因となることもある,よって,着霜現象の科学的・工学的解明は急務である.そして,霜層寸法を考慮すると,微小スケールでの検討は不可欠であり重要である.
本研究では,これまでその値が微小すぎて計測することが困難であった冷却固体面からの霜のかき取り力に着目し,走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いて,霜高さ・根元径・霜ピッチから霜形状と構造を同定する方法を提案した.同時に,SPMを用いた霜の冷却固体面からのかき取り力の測定方法を提案した.そして,霜構造とかき取り力を実際に測定することで,提案した霜形状・構造を同定する方法とかき取り力の測定方法の妥当性を検討し以下の結論を得た.
1. SPMにおいて霜形状/構造および霜のかき取り力を測定する方法を確立するため,測定条件の検討を行った.
2. SPMにより霜の生成の様子と霜形状/構造とその経時変化を測定できることを明らかにした.
3. 霜の形状測定におけるプローブによる霜の破壊の影響に関して,霜根元径では殆ど影響なかったが,霜高さへの影響は大きいことを明らかにした.
4. SPMにより霜のかき取り力の経時変化を測定し,測定方法の有効性を明らかにした.
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