微細水ミストによる気温低下量および日射影響に関する実験的研究 出居 祐哉 岡田 尚久 指導教員 成田 健一

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1 微細水ミストによる気温低下量および日射影響に関する実験的研究 1063119 出居 祐哉 1063148 岡田 尚久 指導教員 成田 健一
微細水ミストによる気温低下量および日射影響に関する実験的研究 　 　出居 祐哉 岡田 尚久 指導教員　成田 健一

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4 研究目的

5 「温度」について 乾球温度 湿球温度 蒸 発 ⇒温度計の表面が乾いているときの温度 ⇒温度計の表面が濡れているときの蒸発面温度 温度計 水

6 微細水ミスト噴霧時にどういった温度を測定しているのか？
濡れてしまう熱電対と超音波風速温度計は 熱電対 超音波風速温度計

7 周囲の空気から熱を奪い蒸発する 噴霧された微細ミスト

8 ミストの蒸発に日射は影響しているのか？ 日射 噴霧された　　　微細ミスト

9 超音波風速温度計とは

10 ⇒日射影響を受けにくい（屋外実験で使用した）
熱電対とは Ｔ熱電対 Ｅ熱電対 ⇒銅 - コンスタンタン ⇒クロメル - コンスタンタン 径　0.3　mm 径　0.05 mm ⇒（室内実験で使用した） ⇒日射影響を受けにくい（屋外実験で使用した）

11 微細水ミスト噴霧時にどういう温度を測定してるの？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　微細水ミスト噴霧時にどういう温度を測定してるの？　　 室内噴霧実験 濡れてしまう熱電対と超音波風速温度計は 乾湿温度計（ミスト影響外） 乾湿温度計 超音波風速温度計

12 室内における超音波温度・熱電対温度・湿球温度の比較
　室内における超音波温度・熱電対温度・湿球温度の比較 （扉･窓を閉めきった状態による測定） 30 3m気温（超音波） 28 3m気温（熱電対） 26 温度℃ 24 22 湿球温度(乾湿温度計) ミスト噴霧 8/18 20 11:38 11:40 11:42 11:44 11:46 11:48 11:50 11:52 11:54 超音波風速温度計による気温は 同位置の熱電対温度よりも高い 気温（熱電対）＝湿球温度（乾湿温度計） ⇒熱電対は微細水ミスト 　 噴霧後に湿球温度を 　 測定 している可能性が高い ⇒超音波風速計は熱電対よりも 　 微細水ミストの影響を受けにくい 　 といえる

13 ミスト噴霧時のみ防水すれば噴霧後に熱電対でも温度を測れるのでは？
熱電対と防水熱電対の温度比較 熱電対 熱電対・袋付 超音波風速温度計 微細水ミスト噴霧器 熱電対 正面脇 熱電対 正面 0 （吹き出し口） 1500mm （噴霧後袋を外す） 熱電対・袋付 超音波風速温度計 微細水ミスト噴霧器 熱電対 正面脇 熱電対 正面 0 （吹き出し口） 1500mm ミスト噴霧時のみ防水すれば噴霧後に熱電対でも温度を測れるのでは？

14 （扉･窓を閉めきった状態による室内測定）
熱電対と防水熱電対の温度比較 （扉･窓を閉めきった状態による室内測定） 気温（超音波）≒防水熱電対 袋なしの 1.5ｍ気温（熱電対）≒湿球温度 ⇒超音波風速温度計と防水熱電対は、より乾球温度に近い値が 測定できると考えられる ⇒非防水の熱電対は、微細水ミスト噴霧後、しばらくは湿球温度を測定している

15 ビニールハウスを用いた 屋外噴霧実験 ミストの蒸発に日射は影響しているのか？ 影響しているならば気温低下量に差がでるはずである
日射量の異なる条件での実験結果の比較室内実験結果との比較

16 ハウス内 超音波・熱電対・湿球の温度比較（日中・夕方）
変動幅【大】 【日中】 熱電対の 温度変化 変動頻度【多】 変動幅【小】 【夕方】 変動頻度【少】

17 ハウス内 超音波・熱電対・湿球の温度比較（ハウス日中・室内実験）
ハウス【日中】 変動【大】 ⇒温度変動が大きく、室内との比較は難しい 室内 実験

18 透明塩ビ板製の密閉ボックス を用いた屋外噴霧実験
1600mm 奥行き3100mm 1600mm

19 攪 拌 換 気 ・測定条件を明確にするためボックスを密閉状態にできる ・ボックス内のミストを十分拡散できる
・ボックス表面が蓄熱しないようにできる限り透過性をあげる ・実験後ボックス内を換気できる ボックス奥行き1600【mm】 3100 扉開閉可 800 攪　拌 換　気 1600 扉開閉可 扉開閉可 800 50 小型送風機 700 GL

20 噴霧ノズル 噴霧ノズル 噴霧ノズル 噴霧ノズル 噴霧ノズル 【側面図】 【正面図】 変更後（ノズル5本）

21 噴霧ノズル 【側面図】 【正面図】 変更後（ノズル1本）

22 水滴の影響を受けない 赤外吸収湿度計が適切
これまでの実験と比べ容積の小さい密閉ボックスでは急激な湿度上昇が起こる 超音波の温度出力が湿度変化の影響を受ける 絶対湿度から水蒸気補正量を算出する必要がある。 水滴の影響を受けない 赤外吸収湿度計が適切 ↑赤外吸収湿度計 ↑赤外吸収湿度計

23 ボックス内の超音波温度の補正前後の比較 【日射無】
超音波風速温度計（水蒸気補正式） 　　　T=（1 – 0.51 x）×Ｔｖｔ 　　　　　Ｔ ： 補正後の超音波の温度［K］ 　　　　Ｔｖｔ ： 補正前の超音波の温度［K］ 　　　　　 x ： 絶対湿度［ｋｇ/ｋｇ’］ 補正量 　ボックス内の超音波温度の補正前後の比較　【日射無】

24 ボックス内の超音波温度・熱電対温度 【日射 有・無】
ボックス内の超音波温度・熱電対温度　【日射 有・無】 【日射有】 比較したい 【日射無】 日射のエネルギーで微細水ミストが蒸発しているならば、　(日射の有無で) 温度低下量に差が出るはずである

25 ボックス内の超音波温度・熱電対温度 【日射 有・無】
ボックス内の超音波温度・熱電対温度　【日射 有・無】 【日射有】 急激な温度上昇 【日射無】 比較のベースとなる値に、ここまで差があると比べることは難しい

26 急激な温度 上昇の理由 ボックス内の ・測定器の三脚 ・床面のスタイロフォーム が蓄熱したためであると考えられる

27 結論 微細水ミスト噴霧時の熱電対での気温測定は、湿球温度を測定してしまう
微細水ミスト噴霧時は、超音波風速温度計を使用することが実用的である。その場合、赤外吸収湿度計を平行して使用する 熱電対を使用する場合には、ポリ袋等で噴霧時のみ防水をすべきである 日射影響を測定するための密閉ボックスの実験では蓄熱するものや、周囲からの反射を減らしていくことが重要だと考えられる