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複合ナノ粒子群によるふく射伝熱制御省エネシステムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19656054
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関東北大学

研究代表者

圓山 重直  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80173962)

研究分担者 小宮 敦樹  中央大学, 流体科学研究所, 講師 (60371142)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2008年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2007年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードナノ粒子群 / ふく射 / 伝熱制御 / 省エネシステム
研究概要

研究最終年度の本年度は, 前年度で得られた機能性複合ナノ粒子構造体のふく射伝熱特性を検討し, さらに最適なナノ粒子の粒径・空間分布を推定するとともに, 酸化チタンやアルミナ以外の粒子を使用することを検討した. また, 太陽光の吸収特性と室内の熱環境特性を考慮した機能性ナノ粒子構造体の省エネルギー効果について, 実際のナノ粒子を含んだ塗料を複数製作し, そのふく射伝熱特性を検証した. 具体的には, 酸化チタンおよびアルミナ粒子を用いてナノ構造体の設計を行い, 昨年度行った理論的推定と実験の成果を検討し, さらに最適な粒径検討を行い, 良好なナノ構造体の設計を行った. また, 各波長のふく射に対する反射・放射特性を前年度に構築した測定システムで計測を行った.
これらのデータに基づき, 家屋や自動車にこのナノ構造体を適用した場合についての伝熱特性解析のためのモデル化も検討した. このモデル化には, これまでに構築してきた環境におけるふく射伝熱モデルを応用し, 視覚的, すなわち可視の波長領域では反射率を低減し景観を考慮したふく射特性を有し, 近赤外領域においては, 反射率を増加させることで太陽光からの伝熱を制御する機能性構造体を検討した.
併せて「色評価」を行うことで, 赤外領域では大きく反射率が異なる機能性構造体でも, 可視領域においては, その色および輝度が大きく変わることなく, 色調を変えないまま近赤外領域において反射率を制御することができることを明らかにした.
以上の実験およびモデル化検討の結果を総括的に検討し, ナノ粒子構造体が省エネ効果に及ぼす効果について明らかにした. 当該年度において得られた成果は, 国内外の研究会およびシンポジウムにて発表を行った.

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Infrared Radiative Properties of Thin Polyethylene Coating Pigmented with Titanium Dioxide Particles2009

    • 著者名/発表者名
      M. Baneshi, S. Maruyama and A. Komiva
    • 雑誌名

      ASME Journal of Heat Transfer

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Effects of Using Some Common White Pigments on Thermal and Aesthetic Performances of Pigmented Coatings2009

    • 著者名/発表者名
      M. Baneshi, S. Maruyama and A. Komiya
    • 雑誌名

      JSME Journal of Thermal Science and Technology

    • NAID

      130000134257

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation Method for Radiative Heat Transfer in Polydisperse Water Droplets2008

    • 著者名/発表者名
      S. Maruyama, H. Nakai, A. Sakurai and A. Komiya
    • 雑誌名

      Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 109

      ページ: 1-15

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Comparison between Optimized Iron Oxide and Titanium Dioxide Pigmented Coatings both Thermally and Aesthetically2008

    • 著者名/発表者名
      M. Baneshi, S. Maruyama and A. Komiva
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2008-11-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] The Effect of Particle Size Distribution on Performance of a Pigmented Coating Considering both Thermal and Aesthetic Effects2008

    • 著者名/発表者名
      M. Baneshi, S. Maruyama and A. Komiya
    • 学会等名
      The Seventh JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2008-10-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Optimization of Pigmented Coating Considering Thermal and Aesthetic Effects : Comparison between Some Common White Pigments2008

    • 著者名/発表者名
      M. Baneshi, S. Maruyama and A. Komiya
    • 学会等名
      Mechanical Engineering Congress, 2008 Japan(MECJ-08)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2008-08-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of Phase Function of Small Particles and Bubbles by Ray Tracing and Mie Theory2007

    • 著者名/発表者名
      Mehdi Baneshi, Shigenao Maruyama and Atsuki Komiya
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-09-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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