不飽和な河川堤防を活用したゼーベック効果による熱電変換の可能性

利用不饱和河堤利用塞贝克效应进行热电转换的可能性

基本信息

批准号：
19656118
负责人：
神谷浩二
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,河川堤防などの不飽和な地盤の熱電変換材料としての可能性を探るため,不飽和土の熱的・電気的性質を基礎的に究明したものである.不飽和土に熱を負荷したときにゼーベック効果を期待して起電力の発生を室内試験によって試みたが,試験条件等を再考して継続的に検討する必要性があった.しかしながら,本研究過程において,不飽和土に熱を与え乾燥させたときの特性,電気伝導の特性について次のような知見が得られた.1.不飽和土に一定の熱を与え乾燥させて得られる乾燥特性曲線を用いて,水分特性曲線を特徴付ける要因の一つである残留体積含水率を評価できることが判明した.2.水分特性曲線を表す関数モデル式に含まれる未知パラメータを推定することによって,この曲線を推定する手法とその精度を検証した.乾燥特性曲線で示される液状水移動の状態を不飽和浸透流解析モデルによって逆解析してパラメータの最適値を推定するものであるが,逆解析によって得られた排水過程での水分特性曲線は測定したものとほぼ合致し,この手法によって簡便的に水分特性曲線を良好な精度で推定することができた.3.不飽和土に通電させる試験によって,体積含水率が高く,あるいは水温が高くなるほど電気伝導度は高くなる性質を確認し,また,土中水の水質による影響も点検した.以上のような結果を踏まえ,研究期間終了後も不飽和土の熱的性質と電気的性質の関係に分析を加え,不飽和土の熱電変換の可能性を継続して検討し見極めることとした.

这项研究探讨了不饱和土壤的热和电气特性，以探索不饱和土壤（例如河堤坝）热电转化材料的可能性。通过室内测试尝试了电动力的产生，以期在将热量施加到不饱和土壤中时，将其产生，但是有必要重新考虑测试条件并不断检查它们。但是，在此研究过程中，当将热量应用于不饱和土壤和电导的特性时，获得了以下发现。1。已经发现，通过在不饱和土壤中施加恒定热量获得的干燥特性曲线可以使用干燥特征曲线进行评估，这是表征水分特性曲线的因素之一。2。通过估计代表水分特性曲线的功能模型方程中包含的未知参数，我们验证了估计此曲线及其准确性的方法。通过使用不饱和渗透流量分析模型来估计参数的最佳值。通过反向分析获得的水分特性曲线几乎与测量值相匹配，并且该方法能够以良好的精度轻松估算水分特性曲线3。通过将电流传递到不饱和的土壤，我们确认了较高量的水含量和较高水温的特性，还检查了土壤水水质的影响。基于上述结果，我们分析了研究期结束后不饱和土壤的热性质与电性能之间的关系，并继续检查和评估不饱和土壤热电转化的可能性。