蓄熱材内部の温度応答に及ぼす炭素繊維の影響 Effect of Carbon Fibers on Thermal Response within Heat Storage Material

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抄録

蓄熱材内部の伝熱抵抗を低減させるために, 炭素繊維を添加した複合蓄熱材を作成した.パラフィン (熱伝導度<I>k<SUB>m</SUB></I>= 0.2-0.3W/ (m・K)) と炭素繊維 (熱伝導度<I>k<SUB>f</SUB></I>=25および220W/ (m・K)) をスチール製の円筒容器に充填し, 融解過程と凝固過程における複合蓄熱材内部の温度応答を測定した.炭素繊維の体積分率 (<I>X<SUB>f</SUB></I>) は0からl.1%まで変化させた.炭素繊維は液相内の対流伝熱を抑制するので, パラフィンの融解時間は増加する.しかし, 炭素繊維は, <I>X<SUB>f</SUB></I><1%においても凝固時間を大幅に低減させることがわかった.例えば, <I>d<SUB>m</SUB></I>=220W/ (m.K) の炭素繊維を0.5%添加しただけで, 凝固時間を半分程度まで短縮できる.また, 伝熱抵抗の大きなアクリル製容器を用いても, 炭素繊維は凝固時間を減少させるのに有効であることがわかった.<BR>さらに, 温度応答から求められる有効熱拡散率の測定値に基づいて, 炭素繊維が複合蓄熱材の有効熱伝導度に及ぼす影響を検討した.

In an attempt to reduce thermal resistance of heat storage material, carbon fibers were mixed with it. Paraffin whose thermal conductivity <I>k<SUB>m</SUB></I>=0.2-0.3 W/ (m·K) and carbon fibers (<I>k<SUB>f</SUB></I> = 25 and 220 W/ (m · K)) were used. Transient temperature responses within the composite material contained in cylindrical capsules were measured in the melting and freezing stages. The volume fraction of the carbon fibers (<I>X<SUB>f</SUB></I>) was varied up to 1.1%. The fibers increased the melting period because they inhibit natural convection within the liquified paraffin phase. However, the fibers had sufficient effort on the reduction of the freezing period even at <I>X<SUB>f</SUB></I> <1%. For instance, the freezing period of the composite where <I>X<SUB>f</SUB></I> = 0.5% and <I>k<SUB>f</SUB></I>=220 W/ (m · K) was approximately half of that with free of fibers.<BR>The effective thermal conductivity of the composite was moreover discussed based on the effective thermal diffusivity measured from the temperature responses.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 23(1), 82-87, 1997-01-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  11件

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被引用文献:  3件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002767044
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4119090
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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