静止水の過冷却現象に及ぼす諸因子の影響

Supercooling characteristics in quiescent bulk water enclosed in a circular tube were investigated on a basic level through numerous experiments. In the experiments, three kinds of water with different specific resistances were used as the test samples and their freezing temperatures were measured. The critical degree of supercooling depended on the property of the heat transfer surface and the cooling rate, and it became larger for a smoother surface and a higher cooling rate. It was found that the specific resistance of the water had little effect on the critical degree of supercooling . However, the insoluble particles included in the water greatly affected the ice nucleation in the supercooled water and the size effect of the insoluble particles was found to become important in the range of 0.1-1.0 μm in particle radius. For particle radii larger than this range, the critical degree of supercooling was independent of the size, while below this range it sharply increased with a decrease in the particle size.

本研究は、流動過冷却水を利用したスラリー状の連続製氷技術の確立を最終目標とし、その基本的モデルとなる容器内に充墳した比較的容積の大きな水の静止状態における過冷却現象の解明を対象として取り上げ、その過冷却現象の基本的特徴を探るものである。第一に核生成の要因が、不均質核生成に強く依存する条件のもとでの水の限界過冷却度が、その容積、冷却速度、冷却面の材質および表面性状等に如何に影響されるかを明らかにした上で、試料水内に含まれる異質浮遊粒子および水の比抵抗値に影響を及ぼすようなイオン系溶解分子等の不純物質が、水の過冷却度に及ぼす影響を実験的に検討するものである。なお、得られた水の過冷却現象に関する情報は、流動過冷却水による連続製氷技術の基礎資料となりうるものであり、新しい氷蓄熱システムの構築に役立つものと思われる。

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