| 研究概要 |
液滴を冷気中に噴霧することにより,リキッドアイスを迅速に作成するための基礎的研究が行われた。実験的および解析的に以下の事柄が明らかになった。得られた結果は,工業的に有用な資料である。
1.実験的研究
低温風洞内に設置した水平円柱群上に,プロピレングリコール水溶液を噴霧し,気流速度,気流温度,液滴流量,およ円柱材質が,円柱上着氷拳動およびリキッドアイス生成量におよぼす影響について,実験的検討が行われた。
(1)円柱への着氷形状は,主として気流速度により決定される。気流速度が大きいほど横へ張り出した着氷となり,円柱間の閉塞をひきおこす。
(2)気流速度,気流温度,および液滴流量を変化させると,気流温度が低く,気流速度および液滴流量が大きくなるとリキッドアイス生成量は増大する。一方,気流温度が高く,気流速度および液滴流量が小さいと,着氷量は減少する。
(3)円柱の材質としては,表面あらさが大なるほど,円柱上着氷量は増大する。これは,円柱に付着したリキッドアイスと円柱の間に,あらさが大なるほど溶液が侵入し易いためと考えられる。
2.解析的研究
着氷現象を,二次元であり,物面物体でルイスのアナロジーが成立するなどの仮定を設け,熱バランス,質量バランス,および濃度バランスの式を遂次積分することにより,解析的に検討した。その結果,気流温度および気流速度に,リキッドアイスを生成する上での最適条件が存在することがわかった。水溶液濃度が10wt%の場合,気流温度-11℃〜-13℃,気流速度,5m/s〜7m/sである。
今後さらに,リキッドアイスの質に及ぼす因子の効果の検討が望まれる。
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