2016 Fiscal Year Research-status Report
ペンタンと冷媒ガスとの2成分系混合物のPρTx性質の精密測定と熱力学モデリング
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15K05837
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
宮本 泰行 富山県立大学, 工学部, 准教授 (80348820)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 冷媒 / PρT性質 / 飽和蒸気圧力 / 飽和液体密度 / 状態方程式 / 気液平衡性質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、冷媒ガスに混合する予定のイソペンタンおよびペンタンについて、温度範囲600 Kまでの超臨界域におけるPρT性質の精密測定を行い、測定を完了した。これらの測定不確かさは、包含係数をk = 2とした結果として温度：3.5 mK、圧力：0.080 MPa、および密度0.11％であった。なおこれらの実測値は、低温域では信頼性の高い文献値との連続性が良好であるうえ、超臨界域において実測値の不足を補う意義深い成果であった。なおデータは後述する状態方程式開発の際の入力値として用いているため、式の完成後に国際誌に別論文として投稿する計画である。
一方、イソペンタンおよびペンタンについてのHelmholtz関数型状態方程式の開発については、今年度10月および1月にNISTのLemmon博士（熱物性計算ソフトREFPROPの開発者）に直接本研究室にご訪問いただきレクチャーを受けたこともあり、順調に進んでいる。上記の新しい実測値も入力値として相関に加えており、国際標準クラスの状態方程式をリニューアルするという本研究の有意性もさらに高まったと考えている。来年度6月のREFPROPへの実装を目指している。
さらにCO2/イソペンタン混合系の気液平衡性質については、昨年度得られた実測値を入力値としてHelmholtz関数型状態方程式のKunz-Wagner混合則パラメータを決定することができた。今後の実験計画の立案にも生かし、さらに効率的な研究を進めていきたいと考えている。なお、この混合則パラメータは実測値と共に国際誌に論文投稿し、受理された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
イソペンタンおよびペンタン純物質の600 Kまでの超臨界域において、計画通りに実測値を取得し、状態方程式開発のための入力値を大幅にリニューアルすることができた。これにより、ペンタンおよびイソペンタンの状態方程式の開発が他の研究機関と比較して大変有利となり、また両物質について国際標準の式をリニューアルするという本研究の有意性も高まった。
一方、CO2との２成分系混合物については、昨年開発した3次関数型状態方程式を用いた計算結果に同混合系の優位性が確認できたことを受け、より高精度かつ複雑なHelmholtz関数型状態方程式の混合則パラメータを相関することができ、今後の精密測定の組成調整計画を安全かつ効果的に立案する上で有利となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
イソペンタンおよびペンタンについて、引き続き国際標準となり得るHelmtoltz関数型状態方程式の完成を目指す。なお、成果は国内外の研究者と共著にて、国際誌への論文投稿に加え、６月以降販売予定のREFPROPの新バージョンへの実装を目指している。
一方、気液平衡については、引き続きCO2/ペンタン混合系の測定を継続する。また、実測値が蓄積でき次第、理論熱効率の組成依存性を解明したうえで、今後の混合系の密度測定の際の組成範囲の計画立案等に、生かしたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
前年度購入したイソペンタン、ペンタン、およびCO2の高純度試料を、今年度も引き続き活用することができた。そのため試料代として当初予定していた予算を温存することができた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
高純度試料、ガスクロマトグラフ用のヘリウム、および液体窒素の追加費用として活用する計画である。また、差額は試料の不純物混入を防止できる新たな配管系作成などにも、有効に活用する計画である。
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