| 研究課題/領域番号 |
17K06178
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
山田 雅彦 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70230480)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 混相流 / 固液相変化 / 融解伝熱 / 流動制御 / 熱交換器 / 数値解析 / 粒子法 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は，氷スラリーを冷熱媒体として利用する際に，その氷の潜熱を有効に採取することで冷却効率を向上することを目的としている．スラリー中の氷粒子と伝熱面の接触を促進する目的で，水平加熱管に取り付けた矩形フィンの流れに対する迎角を様々に設定し，実験と粒子法による数値シミュレーションを行った．氷スラリー流の流速条件やフィン迎角の設定を様々に変えて氷粒子の融解伝熱量を測定・計算し，加熱管の配置などの効果も検討した．数値シミュレーションにより個々の氷の粒子の軌跡と融解伝熱量を検討し，管配置が千鳥配列の場合において，フィンによる攪拌効果が大きく，加熱面と氷粒子の直接接触に対する寄与も大きいことを示した．
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| 自由記述の分野 |
伝熱工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
氷スラリー中の氷粒子が加熱面近傍で融解する過程を解明することによって，氷粒子の融解潜熱は必ずしも加熱面への直接接触により有効に伝達されるものではなく，液相を介して伝達される方が有効である場合があることを示すとともに，解析に粒子法を採用することにより様々な形状の流路，加熱面への解析の展開を容易にした．氷スラリーは氷蓄冷熱システムばかりではなく，鮮魚や野菜などの生鮮食品の冷却保存に有効に利用され，また，高温物体の急速冷却など今後も幅広い応用が展開されると考えられ，工業・産業のみならず我々の生活に深く関与することから，本研究の成果は様々な方面で有効に利用されると期待できる．
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