| Project/Area Number |
20K04338
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 19020:Thermal engineering-related
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| Research Institution | Kyushu Sangyo University |
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Principal Investigator |
赤坂 亮 九州産業大学, 理工学部, 教授 (60369121)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
粥川 洋平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (50371034)
東 之弘 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 教授 (90183095)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 状態方程式 / 冷媒 / 水素結合 / 飽和蒸気圧 / 密度 / 地球温暖化 |
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| Outline of Research at the Start |
初年度（R02年度）は，2名の研究分担者（東，粥川）および1名の研究協力者（McLinden）に飽和蒸気圧，密度および音速の精密測定を依頼するとともに，文献検索等により既存データを収集・評価し，それらのデータを用いた状態方程式の最適化を行う．
2年目は，一般化水素結合モデルの原型を作成し，このモデルのパラメータを初年度に得られた実測値を用いて最適化する．
最終年度は状態方程式と一般化水素結合と組み合わせ全体の最適化を行うとともに，熱物性データベースへの組み込みや論文発表等を行う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度においては，2021年度末に受理されたR1234yfおよびR1233zd(E)の国際標準状態方程式に関する論文が刊行された（E. W. Lemmon and R. Akasaka, IJT, 43(8), 119, 2022; R. Akasaka and E. W. Lemmon, JPCRD, 51(2), 023101, 2022)．これらの状態方程式を収録したISO 17584:2022（冷媒物性）も2022年8月に公開された．
また，これらの状態方程式の開発を通して得られた一般化水素結合モデルに改良を加え，R1224yd(Z)の状態方程式開発に適用した．この成果をまとめた論文を作成し，現在，米国標準技術研究所（NIST）において最終的な査読が行われている．査読完了後にIJT誌に投稿する予定である．
さらに，一般化水素結合モデルを適用したR1336mzz(E)およびR1132(E)の状態方程式も合わせて行った．前者についてはNISTでの検証が終了し，2022年度末に論文を公表した（R. Akasaka, M. L. Huber, L. D. Simoni, E. W. Lemmon, IJT, 44(4), 50, 2023）．後者の論文は2023年度中に作成し，投稿する予定である．
R1243zfの状態方程式開発も並行して進めている．この開発では，これまで用いられてきた一般化水素結合モデルを全面的に見直し，２相域の挙動や各項の相関関係が大幅に改善された新たなモデルが用いられている．この成果は，2023年9月にイタリアで開催される欧州熱物性会議（ECTP2023）で報告する予定である．
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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
状態方程式開発における一般化水素結合モデルの汎用性は予想以上に高く，過去の開発よりも少ない実測値情報で短期間の開発を可能とした点で当初の計画以上に進展していると考える．実際，当初は予定していなかったR1224yd(Z)，R1336mzz(E)，R1132(E)，R1243zfなどの冷媒についても状態方程式の開発を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度はコロナ禍の影響により，対面での国際会議等において研究成果を公表することができなかった．期間を延長した本年度は，5月の国際沸騰凝縮伝熱会議（エジンバラ）に参加し，本研究課題の成果を応用した熱伝達データベースを発表するとともに，状態方程式の利用者である伝熱工学分野の研究者から熱物性データに対する要望を聞き，今後の開発方針の参考とする予定である．
一方，これまでに開発した一般化水素結合モデルを超低温域（-50℃以下）に拡張し，超低温冷蔵向け冷媒R1132aの開発を行う．この研究課題は，2023年度科研費（基盤C，23K03722）に採択されている．
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