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粒子層伝熱促進体の開発と気固系ケミカルヒ-トポンプの高性能化

颗粒层传热促进剂的研制及气固化学热泵性能的提高

基本信息

批准号：
02203236
负责人：
伊藤龍象
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

低温度レベルのヒ-トポンプ作動系である塩化カルシウム・メチルアミン気固反応について、粒子充填層の総括的な反応解析を行い、さらに高熱伝導性材料の混入による粒子層伝熱促進法を検討した。(1)粒子充填層の反応解析:気体の拡散、固体粒子との反応、充填層内の熱移動を統合した解析を1次元充填層について行った。反応速度定数としては、薄層充填層の実験結果より得られたアレニウス型相関式を用い、ケミカルヒ-トポンプの操作において律速段階となる付加反応の解析を重点的に行った。総括反応速度、伝熱速度、層内反応転化率分布、温度分布に及ぼす粒子充填層高さ、空隙率の影響を調べ、充填層高さが1mm以下では反応はほぼ等温的に進行すること、それ以上の充填層高さでは層温度の上昇が著しくなり、反応推進力が減少して反応の進行が阻害されることを明らかにした。また、充填層の有効熱伝導度を5倍上昇させれば反応所要時間を1/2に短縮することができ、気固系ケミカルヒ-トポンプの高性能化には粒子充填層の熱伝導性の改善が不可欠となることがわかった。(2)粒子層の伝熱促進:高熱伝導性材料として炭素粒子を混入し、粒子層伝熱の改善を試みた。塩化カリシウム濃厚溶液中に炭素粒子を混入して加熱晶析した後、微粒化し、炭素粒子を芯物質とする塩化カルシウムのカプセル化粒子を作製した。塩化カルシウムと炭素粒子を単純に振とう・混合した試料と上記カプセル化複合試料の熱伝導度を比較した結果、カプセル化複合試料の使用は充填性伝導性の改善に効果的であることがわかった。

Low temperature reaction system, solid phase reaction, particle filling layer reaction analysis, particle layer heat transfer promotion method for mixing high thermal conductivity materials are discussed. (1)Analysis of particle filling layer: dispersion of particles, reflection of solid particles, heat transfer in filling layer The results of the calculation of the inverse velocity and the thin filling layer show that the inverse velocity and the thin filling layer are the key factors in the calculation of the inverse velocity. This includes the influence of reaction velocity, heat transfer velocity, reaction rate distribution, temperature distribution, particle filling layer height and porosity on the reaction rate. When the filling layer height is less than 1mm, the reaction rate is isothermal. When the filling layer height is more than 1mm, the temperature rise of the reaction layer is increased. The reaction propulsion force is reduced. The reaction resistance is increased. The thermal conductivity of the particle filling layer is increased by 5 times, and the required time for reaction is shortened by 1/2. The thermal conductivity of the particle filling layer is improved by the high performance of the particle filling layer. (2)Particle layer heat transfer promotion: high thermal conductivity materials, carbon particles, particle layer heat transfer improvement Carbon particles are mixed in a concentrated solution, and after heating and crystallization, the carbon particles are atomized, and the carbon particles are mixed in a concentrated solution. Comparison of thermal conductivity of carbon composite sample with carbon particle mixture and carbon composite sample with carbon particle mixture;