高温溶融塩蓄熱材の高効率利用のための熱的能動操作に関する研究

1.実験装置の作製溶融蓄熱材がもつ潜熱を効果的に利用するための熱的操作方法を見いだすため,融解・凝固挙動観察のための可視化装置を作製した.耐熱性および化学的反応防止の2点に注意を払い,測定サンプル容器をパイレックスガラス,および石英ガラスを用いて作製した.測定サンプル容器側面および下面にヒ-タを取り付け,温度コントロ-ラによってプログラムに従った昇温・降温制御可能な回路を組んだ.さらに,下面ヒ-タ下部には流水循環部を付設し,降温プロセスにおいて広範囲の条件下で温度制御できる構造とした.2.融解・凝固挙動の可視化実験溶融塩(チオシアン酸カリウム・融点175℃)の融解および凝固挙動について観察を行った結果,(1)融解時において,溶融塩内に自然対流が生じること,(2)凝固時において,針状あるいは樹枝状の,いわゆるデンドライト構造が観察されること,さらに,(3)冷却速度により凝固層先端部の性状が異なることがわかった.3.冷却速度の検討潜熱採熱過程における溶融塩の過冷却挙動に及ぼす冷法速度の効果について検討した結果,(1)冷却伝熱面での冷却速度が小さいほど,過冷却領域が進行すること,(2)過冷却状態解消直後の凝固層成長率は,冷却速度が小さいほど大きいことが明らかになった.4.溶融塩試料初期温度の検討過冷却領域に及ぼす試料初期温度の効果について検討を行った.その結果,冷却速度一定でも,初期温度により過冷却度に及ぼす影響が異なり,(1)初期温度が低いほど過冷却が進行すること,(2)過冷却解消直後における凝固層が高いという測定結果が得られた.

1.実験装置の作製溶融蓄熱材がもつ潜熱を効果的に利用するための熱的操作方法を見いだすため,融解・凝固挙動観察のための可視化装置を作製した.耐熱性および化学的反応防止の2点に注意を払い,測定サンプル容器をパイレックスガラス,および石英ガラスを用いて作製した.測定サンプル容器側面および下面にヒ-タを取り付け,温度コントロ-ラによってプログラムに従った昇温・降温制御可能な回路を組んだ.さらに,下面ヒ-タ下部には流水循環部を付設し,降温プロセスにおいて広範囲の条件下で温度制御できる構造とした.2.融解・凝固挙動の可視化実験溶融塩(チオシアン酸カリウム・融点175℃)の融解および凝固挙動について観察を行った結果,(1)融解時において,溶融塩内に自然対流が生じること,(2)凝固時において,針状あるいは樹枝状の,いわゆるデンドライト構造が観察されること,さらに,(3)冷却速度により凝固層先端部の性状が異なることがわかった.3.冷却速度の検討潜熱採熱過程における溶融塩の過冷却挙動に及ぼす冷法速度の効果について検討した結果,(1)冷却伝熱面での冷却速度が小さいほど,過冷却領域が進行すること,(2)過冷却状態解消直後の凝固層成長率は,冷却速度が小さいほど大きいことが明らかになった.4.溶融塩試料初期温度の検討過冷却領域に及ぼす試料初期温度の効果について検討を行った.その結果,冷却速度一定でも,初期温度により過冷却度に及ぼす影響が異なり,(1)初期温度が低いほど過冷却が進行すること,(2)過冷却解消直後における凝固層が高いという測定結果が得られた.