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臭化リチウム水溶液中でのマランゴニ対流発生のモデル化と吸収器高性能化への適用

研究課題

研究課題/領域番号 13650234
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関大阪市立大学

研究代表者

西村 伸也  大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30189310)

研究分担者 上殿 紀夫  大阪ガス株式会社, エネルギー開発部(常勤研究職), シニアエンジニア技術主幹
伊與田 浩志  大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10264798)
野邑 奉弘  大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50164736)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2001年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード呼吸促進 / 界面活性剤 / マランゴニ対流 / 吸収器 / 可視化 / 表面温度測定 / 拡散係数 / 吸収冷凍機 / 吸収促進 / マンゴニ対流 / プレート型吸収器 / レーザーホログラフィー / 温度計測
研究概要

界面活性剤添加による吸収冷凍機吸収器の性能向上の要因解明と,それを最大限活用可能な吸収器形状の探索を目的に,臭化リチウム水溶液の静止薄液膜ならびに流下液膜を対象として,複数の界面活性剤を用いた吸収実験ならびに吸収シミュレーションを行い,界面活性剤添加により臭化リチウム水溶液中に生じるマランゴニ対流のモデル化と,吸収促進効果の定量的評価を試みた.まず,界面活性剤としてn-オクタノール,2エチルヘキサノール,ならびに分子量の近いブタンを添加した臭化リチウム水溶液の静止薄液膜を対象に,吸収開始直後の数百ミリ秒間における表面流動の可視化観察と溶液表面温度の非定常計測を行った.その結果,いずれの界面活性剤を添加した場合にも,界面活性剤の添加により溶液表面においてマランゴニ対流が生じること,また,界面活性剤の種類により,その発生・成長パターンが異なることを明らかにした.そして,本研究の添加濃度範囲では,n-オクタノールを用いた場合に,マランゴニ対流による界面かく乱が最も激しくなることを明らかにした.さらに,この観察結果を基に表面流動速度を推定し,表面流動発生の駆動機構について,モデル化を進めた.そして,以上の結果に基づき,界面活性剤添加による吸収促進効果の定量化を行うために,静止液膜実験結果を基に,マランゴニ対流による界面攪乱効果を考慮した疑似拡散係数を実験的に求めた.この疑似拡散係数を用いて,現在開発中のプレート型流下液膜式吸収器を対象とした吸収シミュレーションを行い,プレート型吸収器における界面活性剤添加効果の推定を行った.その結果,界面活性剤の添加により,最大で,冷凍能力が50%ほど,熱通過率が100%ほど向上する予測を得た.現在,界面活性剤添加にマッチした吸収器形状について実験と理論の両面より検討を進めている.

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] 西村 伸也: "界面活性剤による吸収器の性能向上に関する研究-マランゴニ対流の発生・成長機構の解明と吸収促進効果の評価-"日本冷凍空調学会論文集. Vol.19, No.3. 223-235 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobuya NISHIMURA: "Performance analysis of novel plate Absorbers"Proc. of ASIAN CONFERENCE ON REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING. 323-328 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobuya NISHIMURA: "INVESTIGATION OF ABSORPTION ENHANCEMENT BY A SURFACTANT"PROC. OF THE INTERNATIONAL SORPTION HEAT PUMP CONFERENCE. 373-377 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobuya NISHIMURA: "Development of Vertical Plate Type Absorbers"PROC. OF THE INTERNATIONAL SORPTION HEAT PUMP CONFERENCE. 310-314 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西村 伸也: "臭化リチウム水溶液表面に生じるマランゴニ対流の動的挙動"第12回環境工学総合シンポジウム2002講演論文集. 545-548 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西村 伸也: "流下液膜式プレート型吸収熱交換器の開発(界面活性剤添加の影響)"第11回環境工学総合シンポジウム2001講演論文集. 524-527 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] NISHIMURA NOBUYA, NOMURA TOMOHIRO, IYOTA HIROYUKI, KAWAKAMI RYUICHIRO: "Improvement of Absorber's Performance by a Surfactant (Investigation of Generation and Growth Mechanisms of Marangoni Convection and Simple Evaluation Method of its Absorption Enhancement Effect)"Trans. of the JSRAE. Vol.19, No.3. 223-235 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] NISHIMURA NOBUYA, NOMURA TOMOHIRO, IYOTA HIROYUKI, UEDONO NORIO, KAWAKAMI RYUICHIRO: "Development of Vertical Plate Type Absorbers"PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL SORPTION HEAT PUMP CONFERENCE, SHANGHAI. 310-314 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] NISHIMURA NOBUYA, NOMURA TOMOHIRO, IYOTA HIROYUKI, UEDONO NORIO, KAWAKAMI RYUICHIRO: "INVESTIGATION OF ABSORPTION ENHANCEMENT BY A SURFACTANT"PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL SORPTION HEAT PUMP CONFERENCE, SHANGHAI. 373-377 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] NISHMURA NOBUYA, NOMURA TOMOHIRO, IYOTA HIROYUKI, UEDONO NORIO, KAWAKAMI RYUICHIRO: "PERFORMANCE ANALYSIS OF NOVEL PLATE ABSORBERS"PROCEEDINGS OF ASIAN CONFERENCE ON REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING, KOBE. 323-328 (2002)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] NISHMURA NOBUYA, NOMURA TOMOHIRO, IYOTA HIROYUKI: "Development of a Vertical Plate Type Absorber (Influence of an Addition of Surfactant)"2001 Symposium on Environmental Engineering. 524-527 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] MOTOMATSU TAKASHI, NISHIMURA NOBUYA, NOMURA TOMOHIRO, IYOTA HIROYUKI: "Performance Analysis of Vertical Plate Type Absorbers"Proc. of 2001 JSRAE Annual Conference. 101-104 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] NOMURA TOMOHIRO, NISHMURA NOBUYA, IYOTA HIROYUKI, KAWAKAMI RYUICHIRO: "Investigation of Absorption Water Chiller Performance by an Accelerated Endurance Test"Proc. of 2001 JSRAE Annual Conference. 109-112 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] NISHIMURA NOBUYA, NOMURA TOMOHIRO, IYOTA HIROYUKI: "Dynamic Behavior of Marangoni Convection Induced at LiBr Aqueous Solution"2002 Symposium on Environmental Engineering. 545-548 (2002)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SAKAGUCHI TAKATOSHI, NOMURA TOMOHIRO, NISHIMURA NOBUYA, IYOTA HIROYUKI, UEDONO NORIO: "PERSONAL ENERGY SYSTEM FOR SUSTAINABLE MARINE CITY DESIGN"Proc. of 2002 JSRAE Annual Conference. 249-252 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西村 伸也: "界面活性剤による吸収器の性能向上に関する研究-マランゴニ対流の発生・成長機構の解明と吸収促進効果の評価-"日本冷凍空調学会論文集. Vol.19,No.3. 223-235 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nobuya NISHIMURA: "Performance analysis of novel plate Absorbers"Proc. of ASIAN CONFERENCE ON REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING. 323-328 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nobuya NISHIMURA: "INVESTIGATION OF ABSORPTION ENHANCEMENT BY A SURFACTANT"PROC. OF THE INTERNATIONAL SORPTION HEAT PUMP CONFERENCE. 373-377 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nobuya NISHIMURA: "Development of Vertical Plate Type Absorbers"PROC. OF THE INTERNATIONAL SORPTION HEAT PUMP CONFERENCE. 310-314 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 西村 伸也: "臭化リチウム水溶液表面に生じるマランゴニ対流の動的挙動"第12回環境工学総合シンポジウム2002講演論文集. 545-548 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 西村伸也: "流下液膜式プレート型吸収熱交換器の開発(界面活性剤添加の影響)"第11回環境工学総合シンポジウム2001講演論文集. 524-527 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 野邑奉弘: "プレート型吸収熱交換器の性能解析"平成13年度日本冷凍空調学会学術講演会講演論文集. 101-104 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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