| 研究概要 |
界面活性剤添加による吸収冷凍機吸収器の性能向上の要因解明と,それを最大限活用可能な吸収器形状の探索を目的に,臭化リチウム水溶液の静止液膜ならびに流下液膜を対象として,吸収実験ならびに吸収シミュレーションを行い,界面活性剤添加により臭化リチウム水溶液中に生じるマランゴニ対流のモデル化と,吸収促進効果の定量的評価を試みた.
まず,界面活性剤を添加した臭化リチウム水溶液の静止液膜を対象に,吸収開始直後の数百ミリ秒間における表面流動の可視化観察と溶液表面温度の非定常計測を行い,界面活性剤の添加により溶液表面においてマランゴニ対流が生じること,また,その発生・成長パターンを明らかにした.さらに,この観察結果を基に表面流動速度を推定し,表面流動発生の駆動機構について,モデル化を進めた.また,溶液表面温度の測定より,界面活性剤を添加した場合には,無添加時よりも温度上昇が大きくなることを確認し,この点からも,界面活性剤添加による吸収促進効果を確認した.以上の結果に基づき,界面活性剤添加による吸収促進効果の定量化を行うために,マランゴニ対流による界面攪乱効果を考慮した疑似拡散係数を提案して,その数値を理論的に求めた.この疑似拡散係数を用いて,プレート型流下液膜式吸収器を対象とした吸収シミュレーションを行い,開発中のプレート型吸収器における界面活性剤添加効果の推定を行った.その結果,界面活性剤の添加により,冷凍能力が50%ほど,熱通過率が100%ほど向上する予測を得た.
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