| 研究課題/領域番号 |
19K14913
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 青山学院大学 |
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研究代表者 |
森本 崇志 青山学院大学, 理工学部, 助手 (30803259)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 氷スラリー / 凝固 / 凍結 / 熱伝達 / 固液二相流 / ステファン解 / 凍結層 / 熱伝達係数 / 食品流通 / アイススラリー / 固液相変化 / 潜熱蓄熱 / 凝固熱伝達 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，微細な氷と液体の固液二相混合物である氷スラリーを対象とし，氷スラリーの凝固特性および凝固を伴う熱伝達特性の解明を目的としている．研究第一段階では，氷スラリーを冷却した際の凝固挙動の観察を行い，氷スラリーが冷却面に固着しない条件等の提案を行う．具体的には，氷スラリーを生成する際の水溶液の種類，伝熱板の材質が凝固過程に及ぼす影響について検討する．研究の第二段階では，固着しない条件にて液相の凝固を伴った熱伝達率の計測を行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，高効率な加熱媒体としての利用が期待される氷スラリーを対象とし，伝熱特性および凍結挙動について実験的に検討をおこなった．実験結果より，氷スラリーは加熱された場合のみならず冷却された場合においても，熱交換性能に優れることが明らかとなった．一方，伝熱阻害の因子となる凍結層の成長を促すことも明らかとなったため，氷スラリーを加熱媒体として用いるには凍結層の生成あるいは成長を抑制する必要がある．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで明らかにされていなかった，固液二相流における凍結層の成長に及ぼす分散質の影響を明らかにすることができた．これは今後，固液二相流の凍結現象を扱う上で重要な知見となる．また，氷スラリーを冷却した場合における伝熱特性を定量的に明らかにし，水等の単相流体と比べて熱伝達性能に優れることを確認した．これにより，氷スラリーを加熱用媒体として応用することの優位性を示すことができたため，氷スラリーの応用分野の拡大が期待できる．
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