| 研究課題/領域番号 |
17360088
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
工藤 一彦 北海道大学, 大学院工学研究科, 教授 (40142690)
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| 研究分担者 |
黒田 明慈 北海道大学, 大学院工学研究科, 助教授 (90202051)
持田 明野 北海道大学, 大学院工学研究科, 助手 (50241352)
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| キーワード | 潜熱蓄熱スラリー / 固化率測定 / 透過率 / 反射率 / モンテカルロ法 / パラフィン微粒子 / 粒子群ふく射透過 |
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| 研究概要 |
本研究では、パラフィンを界面活性剤により水中に微粒子として多数懸濁させた潜熱蓄熱スラリ(PCM媒体)を対象とし、「潜熱蓄熱スラリ中のパラフィン微粒子の固化率を光学的手段を用いて定量的に計測する手法を確立すること」を目的としている。
本年度は、昨年度開発した、粒径分布を有し、光学特性の異なる粒子が混在するパラフィン微粒子を懸濁したスラリ層に、670nmのレーザー光を当てた時の、層の透過率と反射率を求める、モンテカルロ法を用いた解析手法用い、実験結果を説明できる粒子形状モデルを確立した。この結果、以下の結論が得られた。
1.本モデルによる粒子充填層の透過率解析結果は他の文献値と10%以内の誤差で一致し、モデルの検証がなされた。
2.粒子と媒質の屈折率比と層の透過率は反比例関係に、反射率は比例関係ある。これは、屈折率比増加により、粒子による散乱が等方的に近づくためである。
3.パラフィン固化率増加に伴う透過光強度減少は、固化に伴う微粒子表面の反射特性の変化が大きく関与していることが示された。また、実際の実験で固化に伴い粒子表面にくぼみができることから、くぼみをつけた粒子の反射特性モデルを作成し、実験結果と一致する反射・透過特性をえることができた。
以上、本研究で開発したモデルの使用により、パラフィン微粒子懸濁スラリ層でのレーザ光の透過率と反射率計測結果より、パラフィン微粒子の固化率を光学的手段を用いて定量的に計測することが可能となった。
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