| 研究概要 |
本年度においては,まず昨年度の実験に引続き,塩化アンモニウム(NH_4Cl)水溶液の2成分相変化材を用い,種々の条件で凝固及び融解実験を行った.更に,前年度開発した数値シミュレ-ションプログラムを用い種々の条件で計算を行った。.その結果を要約すると次の通りである.
(1)初期濃度が共晶濃度より小さい場合の上方からの凝固においては,初期過熱度の影響は初期濃度が大きい場合大きく,温度対流と濃度対流が複合した強くて複雑な流れが観察された。また,この対流のために局部的に大きい凝固遅れが生じることが明らかとなった.
(2)融解過程の実験結果より,初期濃度が小さい場合は純水の融解過程と大差ないが,初期濃度が共晶濃度の場合,濃度対流と温度対流が複合し,かなり複雑な融解界面が観察されると共に,融解速度も大きくなることが分かった.更に初期濃度が共晶濃度より大きい場合には,明確な融解界面が観察されない極めて特徴的な現象が観察された.
(3)下からの凝固に対する計算を行ない,実験結果と良い一致が得られ計算の妥当性が示された.
(4)初期過熱度の影響を調べるため計算を行った.その結果,初期濃度及び初期過熱度の双方とも大きい場合は,濃度拡散が融液内に大きく浸透するため,凝固がほとんど進行しなくなることなど実験では調べることが困難な現象を明らかにした.
(5)低温面が熱伝導板を有する場合に対する計算を行い,熱伝導板の根元付近で濃度対流のため凝固遅れが生じることを明らかにした.
(6)初期過熱度が小さい場合に対して上から凝固させる場合の解析を行い,温度対流によって,初期の時間には,相界面形状がかなり複雑になることを明らかにした.
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