| 研究課題/領域番号 |
16H04263
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
伊賀 由佳 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (50375119)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
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| キーワード | キャビテーション / 溶存気体 / 析出 / 脱気 / 熱力学的効果 / 高温水 / 極低温流体 / 温度計測 / 溶存気体析出 / タンネル実験 / 溶存空気 / 気泡核 / 寸法効果 / 溶存酸素 / 核 / キャビテーション核 / 相変化 |
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| 研究成果の概要 |
熱力学的効果発現機構の解明のために，作動流体中の溶存気体量のその場計測と制御を行った．溶存酸素量のその場計測から，同じキャビティ領域を有する流れ場でも，キャビティの非定常性が強い方が溶存酸素の析出量が多いことが示された．これは，非定常キャビテーション流れ自身の局所的な流速および圧力の変動が溶存気体の析出を促進していることを示唆している．また，溶存酸素量のその場計測と同期して，主流温度の上昇に伴い上昇する溶存酸素濃度を一定に制御する脱気システムを導入し，寸法効果を排除して熱力学的効果の発現を抽出した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
キャビテーションの熱力学的効果は，LNGで顕在化する．そのガス田採取から，大量輸送のための液化，運搬船による輸送，遠隔地の受入れ基地への供給という，一連のサプライチェーンにおいて使用される多くのポンプは，実液であるLNGを用いずに設計開発され，最終的な性能確認のみLNGを用いて行われている．よって，熱力学的効果を有効に利用できておらず，キャビテーション性能（作動範囲）に余裕のある設計となっていると想像できる．熱力学的効果を最適化できれば，高性能ポンプを用いたインフラ整備によって，一連のLNGサプライチェーンの低コスト化が実現し，安全・安心なクリーンエネルギーの普及が加速される．
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