報告書番号

W98005

タイトル（和文）

水－塩化ナトリウム系共晶潜熱蓄熱物質の凝固・融解基本特性の検討

タイトル（英文）

Study for Solidification and Melting Characteristics of Eutectic Latent Heat Storage Materials of Water and Sodium Chloride

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報告書では、水と塩化ナトリウムの共晶混合物の固液相変化時のマクロ挙動に関する実験結果、各現象の蓄熱システムへの適用という観点からの考察結果、並びに観察された様々な現象が起こるメカニズムの推論結果について述べている。表面加工・処理を施していない銅製平坦伝熱面を左右両側に持つ密閉容器に上記蓄熱物質を封入し、一定温度に制御された空気で冷却・加熱した結果、①凝固時初期に箔状の固体が析出して伝熱面から剥がれて液中を上昇する、②凝固開始から終了まで系全体が共晶温度より低い過冷却状態にある、③融解時は無機塩結晶の一部が液中を下降して底部に堆積することがわかった。これらの理由として、結晶成長速度の異方性、氷と無機塩結晶との成長速度の違い、高濃度溶液無機塩結晶による氷の結合力と付着力の低下、結晶成長の抑制、熱と物質の移動速度の違い、無機塩結晶が水に完全溶解するための時間・空間の不足等が考えられる。

概要 （英文）

It is the purpose of this report to show the distinct differences between the solodification/melting phenomena of H2O and those of experimentally, to surmise the mechanisms of those phenomena, and to evaluate those phenomena for heat storage system. There are obvious phenomena peculiar to eutectic H2O-NaCl and H2O-KCl mixture that (1) the eutectic crystal leaves (= mere mixtures of ice and inorganic salt crystal) are forming, coming off the heat transfer surface and going up into the liquid in the middle of the solodification,(2) the liquid temperature at any position is lower than eutectic temperature, that is, under supercooled condition in the middle of the solodification, and (3) part of the inorganic salt crystals are going down into the liquid and accumulating at the bottom in the middle of the melting. It is regarded as those reasons why the anisotropy of the crystal growth, the difference between the crystal growth velocity of ice and that of inorganic salt, the decline of bonding strength between some ice and adhesion between ice and heat transfer surface, mutual restraint in crystal growth, the difference between heat and mass transfer, insufficiency for time and space for the inorganic salt crystal to dissolve in water, and so on.

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