環境対応型熱エネルギー変換システムの基礎研究-冷媒の擬固メカニズムに関する研究-

环保热能转换系统基础研究-制冷剂拟凝固机理研究-

基本信息

  • 批准号:
    12750155
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

水への動的な外乱の付与は、過冷却水の凝固に最も効果的な方法の一つである。本研究では、微弱な衝撃波を付与することによって、過冷却水を凝固させ、その効果・メカニズムについて検討することを目的としている。本年度は、過冷却水に衝撃波を付与し、凝固に与える影響を観察・分析した。サンプル容器には円柱型のシリンジを採用した。シリンジ内部には目視できる直径100μm以上の大きさの気泡を除去した超純水1cm^3が注入されており、水上面をオイルで覆われた構造になっている。また、シリンジ全体は冷却槽内に一定過冷度で保持されている。このオイル上面にピストンを落下し、オイルおよび水の内部に衝撃波を伝播させ、サンプル温度および衝撃波の圧力を測定した。その結果、衝撃波を付与しない場合、平均過冷度12Kで自然解消した。一方、衝撃波を付与した場合は、比較的高い圧力の衝撃波を付与した時に過冷度1K〜5Kの範囲でほぼ100%凝固し、低い圧力の衝撃波を付与した時はほとんど凝固しないことがわかった。一方、目視できる気泡を水中に設置したサンプルでは、比較的低い圧力でも凝固することが分かった。気泡を水中に設置した場合について、凝固した箇所をビデオカメラで確認した結果、気泡が砕ける現象が確認でき、砕けた無数の気泡から氷核が生成していることがわかった。また、衝撃波の波形について解析した結果、キャビテーションを発生する超音波と同程度の周波数と音波強度を持つことが分かった。以上のことから、衝撃付与による過冷却解消のメカニズムは、キャビテーションによる氷核生成と考えられる。また、目視できないような気泡が存在する水中においては、微小な気泡のキャビテーションを発生させるために、衝撃波の圧力を比較的高くする必要があったと考えられる。
The most effective な method for な to solidify に by passing the な of water へ <e:1> through which it flows and then passing it through cooling water <e:1> is である である. This study で は, weak な shock wave を give す る こ と に よ っ て を solidification and cooling water さ せ, そ の unseen mortensen メ カ ニ ズ ム に つ い て beg す 検 る こ と を purpose と し て い る. This year, に, the impact wave of the supercooling water に was applied to <s:1>, solidification に and える effects を観 were investigated and analyzed for た た. The サ プ プ プ に container is in the shape of a cylindrical column, and the <s:1> シリ ジを ジを ジを is made of た. シ リ ン ジ internal に は visual で き る diameter of more than 100 microns の big き さ の 気 bubble を remove し た ultrapure water 1 cm ^ 3 が injection さ れ て お り, water above を オ イ ル で fu わ れ た tectonic に な っ て い る. Youdaoplaceholder0, シリ ジ ジ ジ maintain a certain degree of subcooling で in the entire <s:1> cooling tank and keep されて る る る. こ の オ イ ル above に ピ ス ト ン falling を し, オ イ ル お よ び の internal に blunt water shock wave を 伝 sowing さ せ, サ ン プ ル temperature お よ の び blunt shock wave pressure determination of を し た. Youdaoplaceholder0 そ result, impact wave を is applied to <s:1> な そ situation, average subcooling 12Kで naturally dissipates <s:1> た. Side, strong shock wave を give し は た occasions, comparative high い pressure の blunt shock wave を give し た に supercooling degree when 1 k ~ 5 k の van 囲 で ほ ぼ solidification し 100%, low い pressure の blunt shock wave を give し た when は ほ と ん ど solidification し な い こ と が わ か っ た. Party, visual で き る に を 気 bubble water set し た サ ン プ ル で は, comparative low い pressure で も solidification す る こ と が points か っ た. に を 気 bubble water set し た occasions に つ い て, solidification し た a を by ビ デ オ カ メ ラ で confirm し た results, 気 が 砕 け る phenomenon が confirm で き, 砕 け た countless の 気 bubble か ら 氷 nuclear が generated し て い る こ と が わ か っ た. ま た, strong shock wave の waveform に つ い て parsing し た results, キ ャ ビ テ ー シ ョ ン を 発 raw す る ultrasound と の cycle for the same extent と ultrasonic intensity を hold つ こ と が points か っ た. Above の こ と か ら, strong shock and に よ る undercooling null の メ カ ニ ズ ム は, キ ャ ビ テ ー シ ョ ン に よ る 氷 nuclear generating と exam え ら れ る. ま た, visual で き な い よ う な 気 bubble が exist す る water に お い て は, tiny な 気 bubble の キ ャ ビ テ ー シ ョ ン を 発 raw さ せ る た め に の, strong shock wave pressure を comparative high く す る necessary が あ っ た と exam え ら れ る.

项目成果

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