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主な研究テーマとその内容

【基礎的研究】

1.自動車燃料電池内水分移動に関する研究

 自動車用に限らず燃料電池の性能(発電量)維持のためにはカソード側、アノード側供給ガス(水素、酸素)の湿度管理が大きな問題である。研究室では、燃料電池(JARI標準セル)を用いて、流路内湿度計測からその性能との関係を導き出力制御のためのデータを提供するものである。現在、開発使用されている燃料電池はコンパクト化のためにかなり狭い流路を有しており特に空気極における反応時の生成水は反応が活発であればあるほど流れを阻害し反応を抑える方向にある。かといって完全に除湿してしまうと極の寿命に影響を与える。最適な物質移動を確保しつつ冷却制御を考慮する最適構造を考え出さねばならない。熱物質移動に関する理論と実験によりその現象の把握と解明さらに最適構造を決定するものである。 狭い隙間内湿度測定用センサーを鋭意、開発中である。


    写真1   実験装置全景             写真2    JARIセル

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2.研削時の熱エネルギ−輸送機構の解明とその制御

 研削加工時に発生する熱は、製品の品質、工具の寿命などに多大の影響を与える。この発生メカニズム、移動現象などを実験と理論(数値シミュレ−ション)により解明するとともに熱発生・移動の制御を試みる。


3.水素吸蔵合金における水素収率にかかわる熱問題の検討
     研究に関しては、現在検討中

4.狭い平行平板間流路を通過する低密度気体の流動特性に関する研究

 狭い流路を音速に達する高速で低密度の気体が流動する場合の,流動や熱伝達の特性を調べている。真空装置の漏れ,マイクロチャンネルの流動の問題と係わる研究である。

5.6.研究は担当者退職のため閉じられました。

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【流動層に関する研究】

7.超音波印加による気泡流動層熱伝達へ影響に関する研究

 流動層伝熱面近傍における反応効率、熱効率を改善するため、流動粒子に超音波を印加することでその影響を実験的に調べることを行う。さらには微小粒子に起こりうるエネルギ印加によるクラスターの形成・成長・崩壊の一連の現象を定性的ならびに定量的に観察し微小粒子のクラスターに関する知見を得ることを目的としている。また数値シミュレ−ションやPIV画像解析法などを駆使してその現象がとらまえられよう研究している。





画像解析(L. PIVによる気泡周り粒子の速度分布、 R.速度分布マップ)

8.加圧流動層内デイストリビュ−タ−近傍の気泡挙動と熱伝達

 加圧流動層型化学装置の反応効率、熱効率を改善するため、ガス吹き出し層底部における気泡挙動や粒子挙動との関連性を数値シミュレ−ションやPIV画像解析法などを用いて研究している。



9.循環流動層内粒子挙動と熱伝達
 循環流動層内コ−ルドモデル内での局所粒子挙動,濃度と壁面熱伝達との相関などを、実験的に調べるとともに粒子挙動を高速ビデオを使い可視化画像解析している。


10.患者対応型熱交換器の性能に関する研究
 このテーマは医学部との共同研究で現在、各方面に関するアクセスを
 検討中。
身体の熱環境におけるモデル化が大変である。 

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(Last modified: 2003.05.22)
ページ管理者:加藤泰生 e-mail : ykatoh@yamaguchi-u.ac.jp