2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on Flow Assurance for Hydraulic Transport of Large Solid Paritcles in Vertically Oscillating Pipes for Subsea Mining
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18H01648
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
正信 聡太郎 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (80373413)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒木 元輝 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 主任研究員 (00711350)
高野 慧 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (90636820)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 海洋鉱物資源 / スラリー移送 / 鉛直動揺管 / 脈動流 / ポンプ性能 / Flow Assurance |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海底熱水鉱床等の鉱物資源開発において、深海底で掘削された鉱物を洋上の採鉱母船にスラリー移送する揚鉱ユニットが検討されている。揚鉱ユニットは、揚鉱管及びポンプで構成されており、さらに深海底で掘削を行う採掘ユニットとフレキシブルホースで接続されている。揚鉱ユニットの設計及び運用においては、フローアシュアランス（流路保全）分析が必須であるが、波浪中で動揺する採鉱母船に接続された揚鉱管やポンプの性能変化等を考慮した非定常の固液二相流に対する流路保全解析技術は未だ確立されていない。本研究の目的は、波浪中での採鉱母船の上下動揺によるポンプ性能等の変化を考慮した時の鉛直揚鉱管内のスラリー流量と圧力損失の関係を明らかにするためのフローライン分析手法を開発することである。
当該年度では、過年度までに構築してきた固定鉛直管内の脈動スラリー流に関する圧力損失推定手法の考え方をベースとして、管の動揺影響を考慮することにより、鉛直動揺管内の圧力損失推定手法を構築した。さらに、過年度に実施した鉛直動揺配管を用いた大粒径固体粒子のスラリー移送試験結果との比較を通じて、構築した推定手法の有効性を検証した。これにより、鉛直動揺時もしくは脈動状態での鉛直揚鉱管内のスラリー流量と圧力損失の関係を明らかにするためのフローライン分析が可能となった。
また、過去に実施されたマンガン団塊に関する研究を参考にして、スラリー移送時のポンプ揚程及び動力を求めるためのポンプ性能評価モデルを構築した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
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[Presentation] Experimental Investigation of Large Particle Slurry Transport in Vertical Pipes with Pulsating Flow2020
Author(s)
Masanobu, S., Takano, S., Kanada, S., Ono, M., and Sasagawa, H.
Organizer
ASME 2020 39th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE2020)〔査読有〕
Int'l Joint Research
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