| 研究課題/領域番号 |
18K03994
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
松本 亮介 関西大学, システム理工学部, 教授 (50268314)
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| 研究分担者 |
小田 豊 関西大学, システム理工学部, 准教授 (50403150)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 霜 / 氷結晶 / X線マイクロCT / ３次元微細構造 / 熱物質輸送 / 3次元構造 / 着霜 / 霜結晶 / X線μCT |
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| 研究成果の概要 |
冷凍空調機器の熱交換器において霜の形成は多大なエネルギー損失を招くため，霜成長過程の解明は急務な課題である．本研究は，霜結晶構造と霜層内の熱物質輸送との関係の解明し，霜成長過程を明らかにすることを目的とする．X線マイクロCTを用いて霜結晶の３次元微細構造を測定することで，冷却面性状が結晶構造に与える影響を評価した．さらに，測定された３次元微細構造を用いて，氷結晶と湿り空気の複合熱伝導を解析した．霜層の成長と共に霜層表面温度が上昇するのに対し，霜層底部の温度は低下する．その結果，霜層底部の霜結晶は層内での昇華により供給された水蒸気によって成長することが明らかとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
空調機器の暖房運転において室外機の熱交換器で着霜が生じると，機器のエネルギー効率が30%近く低下することが報告されており，熱交換器の耐着霜の技術開発は重要な課題である．本研究は，霜結晶構造と霜層内の熱物質輸送との関係の解明により，霜成長過程を明らかにすることを目的とし，耐着霜性能を有する伝熱面の微細構造や表面処理性状の開発につながる基礎研究として位置づけられる．本研究結果により，はっ水性の冷却面表面では霜形成初期の氷滴の形成に影響し，霜結晶密度が疎となることが示された．さらに，氷結晶と湿り空気の複合熱伝導を解析した結果，霜層内の水蒸気輸送が霜層の発達に影響することが明らかとなった．
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