氷晶分離の際の輸送方程式
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概要
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氷晶分離は水と熱の同時輸送を伴う非平衡な現象である。上載圧下でもこの現象は起こり水は圧力の低い所から圧力の高い凍結面の不凍水(水膜)の所に移動する。このことは上記の圧力差がダルシー則に従って水が流れる駆動力でないことを示している。凍結面に水を引き寄せる原因が何であるかを理解するために,非平衡状態にまで拡張したOsmotic modelを用いて氷晶分離現象を考察し,水と熱の同時輸送の方程式を得た。提案した一般式は,これまで用いられた方程式とは異なるが,一方向からの冷却により氷晶分離が起こるときには両者は一致する。また,一般式を用いて水の吸引速度,凍結面の不凍水の過冷却度,凍結温度,凍上(浸透)圧などの間の関係について考慮した。
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