水中に静置された非水溶性物質の融解現象と伝熱特征

摘要

近年問題となっているエネルギー供給問題の解決策として未利用エネルギーの有効利用に対応できる蓄熱輸送システムの利用が考えられている．蓄熱媒体として非水溶性の潜熱蓄熱材（Phase Change Material；PCM）を水中に分散させ，PCM の蓄熱による高密度蓄熱や容易な熱輸送機能かつ高い熱交換機能をもった相変化ナノエマルションに関する研究が行われている．しかしながら，融解後の物質拡散を伴わない相変化現象は，拡散を伴う融解現象とは異なると考えられるが，その基礎的な現象に関しては把握されていない．そこで液相において相互の拡散しない物質が一方の液相中で相変化（融解）する際の融解熱伝達挙動に関する研究が山田らによりなされてきた．また平井らが水中に垂直平板状に形成されたアルカン系材料を静置し，周囲温度条件が融解挙動に与える影響および融解局所熱伝達率を明らかにした．エマルション中に懸濁させた PCM は界面活性剤によって水中に分散している．しかしながら，界面活性剤を添加することにより流動および熱伝達特性が変化することが予測されるが，界面活性剤が PCM の融解メカニズムに与える影響および融解液の流動による伝熱促進効果に関しては基礎特性がいまだ十分に把握できていない．そこで本報では周囲流体および界面活性剤が融解挙動に与える影響に関して検討した．