| 研究課題/領域番号 |
19K04226
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 石川工業高等専門学校 |
|---|
研究代表者 |
義岡 秀晃 石川工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (80259845)
|
|---|
| 研究分担者 |
経田 僚昭 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50579729)
八賀 正司 公立小松大学, 保健医療学部, 教授 (80123305)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
|
|---|
| キーワード | 融解凝固 / 計測 / 蓄熱 / 材料製造 / 超音波 / 相平衡状態図 / 状態図 / スラリー / 超音波計測 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
はじめに、水溶液系と合金溶融系を供試した凝固・融解装置と、低温域から高温域までの広い温度範囲を測定対象とした音速計測システムを構築する。次に、温度、濃度、音速を変化させた実験を行い、音速変化を伴う凝固融解現象の全容を、過渡現象である固液共存域の形成を含めて解明する。実験結果に基づき、縦軸を温度、横軸を音速とし、試料の初期組成をパラメータに相変化経路を描いた全く新しい音響相図を創作し、その学理を構築する。最終的には、超音波によるスラリーの流速計測の適用条件を提示し、相変化量と流速をリアルタイムでワンパス計測できるシステムを開発する。
|
| 研究成果の概要 |
スラリーの熱流動が基本となる潜熱蓄熱、材料製造等の応用技術の高度最適化を目指し、物質系の液固相変化（異相率、各相の状態量等）と流動を超音波による音速情報に基づき“視える化”する手法を追究した。塩化ナトリウム水溶液、エタノール水溶液の低温蓄熱用のアイススラリー、ならびにBi-Snの二元合金系の相変化プロセスを対象とした実験を行い、超音波音速と相変化プロセスとの連関について明らかにするとともに、広い温度域に対応可能なリアルタイム高精度状態計測法を実現させた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
熱エネルギー有効利用のための蓄熱技術において、本研究によるスラリー熱流動の音速計測システムは熱媒体の内部状態を瞬時に把握し、IoTや制御系へとつながる有効な手段となる。また、鋳造等の材料製造プロセスにおいて、時系列で生じる諸現象の音速による理解は、プロセス改善による生成物の高品質化に貢献する。学術的には、物質系の相平衡状態を、音速、温度、濃度の３変数で規定する全く新しい相図が創成されたことに意義がある。
|
