| 研究課題/領域番号 |
15K05680
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
河村 隆介 宮崎大学, 工学教育研究部, 教授 (70234135)
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| 研究分担者 |
尾上 幸造 宮崎大学, 工学部, 助教 (50435111)
長瀬 慶紀 宮崎大学, 工学部, 准教授 (90180489)
友松 重樹 宮崎大学, 工学部, 助教 (30315353)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | フェロニッケルスラグ / 熱伝導率測定 / 蓄熱モルタル円筒ブロック / 配合設計 / 蓄熱量 |
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| 研究実績の概要 |
太陽熱発電プラントにおける蓄熱システムのコストと効率を改善する上で，コンクリートを蓄熱材料とした固体顕熱蓄熱が有望視されている。そこで，蓄熱材料として，低コストで，廃棄物の有効利用が可能で，かつ高温での蓄熱が期待できるフェロニッケルスラグを取りあげた。平成２７年度の研究では，フェロニッケルスラグを細骨材とする蓄熱モルタル円筒ブロックの作製と蓄熱モルタル円筒ブロックを蓄熱材とした固体顕熱蓄熱槽の設計，蓄熱性能の解析を目指し，（１）フェロニッケルスラグの熱伝導率測定と（２）フェロニッケルスラグを細骨材とする蓄熱モルタル円筒ブロックの作製に取り組んだ。
（１）フェロニッケルスラグの熱伝導率測定
フェロニッケルスラグの熱伝導率を測定することを目的とし，熱伝導率測定装置の設計と製作を行った。定常法の一つである比較法に基づき，熱伝導率測定装置を製作した。フェロニッケルスラグを紛体にして，金型で圧縮，電気炉を用いて焼結させることによって直径30mm，厚さ30mmの円柱状の試験体を作製した。試験体の内部に生じる空隙を考慮して熱伝導率を求めた結果，フェロニッケルスラグの熱伝導率は1.54～1.68 W/(mK)であることを明らかにした。
（２）フェロニッケルスラグを細骨材とする蓄熱モルタル円筒ブロックの作製
モルタルフロー試験により，フェロニッケルスラグ，モルタル及び水の配合比率を検討し，フェロニッケルスラグの配合比率が異なる3種類の蓄熱モルタル円筒ブロックを作製した。3種類の蓄熱モルタル円筒ブロックを加熱し，熱電対を用いたブロックの温度測定により求められる蓄熱モルタル円筒ブロックの蓄熱量を比較した結果，フェロニッケルスラグの配合比率が高いほど，ブロックの蓄熱量が多くなることを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
蓄熱材料として鉄鋼スラグの一種であるフェロニッケルスラグの熱伝導率の測定を行い、データを取得できたこと。また、他機関の分析により、フェロニッケルスラグの比熱のデータを取得できたこと。また、フェロニッケルスラグを細骨材とした蓄熱モルタル円筒ブロックを作製し、フェロニッケルスラグの配合比率による蓄熱モルタル円筒ブロックの蓄熱量に及ぼす影響を明らかにできたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、フェロニッケルスラグを細骨材とした蓄熱モルタル円筒ブロックを充填した固体顕熱蓄熱槽をとりあげる。取得したフェロニッケルスラグの熱物性値を使用して、固体顕熱蓄熱槽の数理解析モデルを用いた蓄熱モルタル円筒ブロックの蓄熱性能と蓄熱槽の力学的挙動を数値計算により評価する。
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