平板形太陽熱集熱器の熱効率改善と火山性降灰の影響に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

桜島の噴煙活動は活発で、火山性降灰の大気汚染は大変なもので、(1) 集熱器熱効率の面から、自然降灰あり、無しに渡り公的機関の大形集熱装置:集熱板56板のソーラーシステムを活用し実験的研究を行ない、降灰の集熱器に与える性格について検討した。(2) 上記の同形の集熱板を活用して人工降灰による基礎研究を通じ降灰量と集熱器の動特性について実験研究を行なった。(1)・(2)の研究結果から降灰の集熱器に及ぼす性格を判然と捕える成果が得られ、太陽エネルギーが集熱器集熱板上を透して液体側作動液体に熱エネルギーとして変換される場合、液体側の対流項に着目して、(1),(2)の場合に渡って集熱器カバーガラス板面上の汚れの程度とエネルギー変換の特性に関し調査研究を行ない、集熱板面上に降灰がある場合は集熱器液体側熱伝達係数の増加傾向を得、無次元表示式として平均又セルト数の形で明示された。本年度は集熱器を液体側対流熱伝達層とカバーガラス板を含む内外の気体(空気)層に分けて液体の流れ方向における熱的釣合式を考慮し、特にガバーガラス板内外の空気層の対流とふく射が共存する準定常的熱伝達として扱い、全熱収支に渡って厳密な物理モデルを想定し、上述の(1),(2)に渡って解析す。すなわち定常対流熱伝達と、これと等価な、ふく射熱伝達が共存する定常的等価な熱伝達として取り扱い、ふく射と対流が共存した場合と液体側対流熱伝達のみとして取扱かった場合を比較検討した。(1),(2)の結果は、共に降灰量の増加と共に熱伝達は保温効果として仂き、良好な傾向を示した。ふく射の等価熱伝達係数を考慮する時は約4倍良好な傾向が得られ、ふく射による熱伝達は対流熱伝達量と比較して約3倍にも及ぶ事が判明した。(3) 火山性降灰と環境条件について: 噴煙流動方向の百分率を季節別に示し、市内では春-夏の季節が降灰の顕著である事を示した。