Effect of Carbon Fibers on Thermal Response within Heat Storage Material.

Abstract

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km= 0.2-0.3W/ (m・K)) と炭素繊維 (熱伝導度kf=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 (Xf) 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, Xf<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, dm=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.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.