高性能潜熱蓄熱のための直接接触溶融の基礎研究

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潜熱蓄熱カプセルの蓄熱時(溶融過程)の平均熱流束を可能な限り高め、蓄熱性能を向上する目的で、直接接触溶融現象そのものを基礎的に研究すると同時に、溶融促進法の開発を試み、以下の結果を得た。1.相変化物質をその融点より温度の高い伝熱面に圧接して溶融させる時の溶融速度を、伝熱面温度、押し付け力、伝熱面寸法などをパラメタ-として系統的に測定し、無次元量を整理するとともに、それらの関係を実験式にまとめた。2.上記1.の系について、相変化界面と伝熱面の間に形成されるきわめて薄い液層内の流れと伝熱の様相を数値計算した。数値計算の結果より得られる相変化速度は、実験値とよく一致した。3.実験式を解析した結果、直接接触溶融の相変化速度を高めるには、押し付け力を高め、伝熱面温度を高めるほか、伝熱面の寸法を小さくして液層内の静圧を下げることによって液層を薄くするのが効果的であることが確かめられた。4.上記3.の原理に基づいて、伝熱面表面に放射状の細い溝を多数加工し、液層が逃げやすいように配慮して相変化速度を測定し、その効果を実験的に確かめた。5.近似解析によって溝を加工する効果を式にまとめた。同式が、実験値と良く一致することを確かめた。