産業用真空下での二元氷の最適作業条件を探るため、本稿は静的フラッシュ蒸発理論に基づき、固体吸着条件下でのエタノール溶液の真空フラッシュ蒸発結氷実験システムを設計・構築した。同一初期圧力（100 Pa）下で、異なるエタノール濃度、環境温度、および多層カーボンナノチューブ（MWCNT）のサイズが静的フラッシュ蒸発結氷特性に与える影響を研究した。結果は、エタノールの添加が再結晶を防ぐと同時に蒸留水の真空フラッシュ蒸発結氷の過冷却度を低下させることを示した。高濃度のエタノール溶液はフラッシュ蒸発結氷に不利であり、5%質量濃度のエタノール溶液はフラッシュ蒸発特性が安定しており、蒸留水の過冷却度を60.62%低減でき、静的フラッシュ蒸発結氷に適している。環境温度の上昇に伴い、フラッシュ室内の溶液のフラッシュ蒸発量が増加し、環境温度が10 ℃から20 ℃に上昇するとフラッシュ率は25.45%から44.04%に増加した。低い環境温度は真空フラッシュ蒸発結氷に有利である。添加されたMWCNTの粒径が小さくなるにつれて、エタノール溶液の過冷却度は減少し、MWCNTの外径が5～18 nmのとき、真空フラッシュ蒸発の含氷率は5%質量濃度エタノール溶液と比較して51.45%、蒸留水と比較して38.22%増加した。過冷却度は5wt%エタノール溶液と比較して24.36%、蒸留水と比較して70.21%低下し、蒸留水の過冷却度低減と含氷率向上に顕著な効果を示した。

エタノール溶液;真空;蒸発;過冷却;含氷率