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鉛直動揺する揚鉱管内の固液二相流の流路保全に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H01648
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分24020:船舶海洋工学関連
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

正信 聡太郎  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所 海洋開発系, 系長 (80373413)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
キーワード海洋鉱物資源 / スラリー移送 / 鉛直動揺管 / 脈動流 / Flow Assurance / ポンプ性能 / 海底鉱物資源
研究成果の概要

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。本研究では、静止した鉛直揚鉱管内の脈動スラリー流、及び波浪中で上下動揺する採鉱母船に接続された鉛直揚鉱管内のスラリー流を対象とした圧力損失推定手法を構築して、大粒径固体粒子のスラリー移送試験を通じて、当該手法の有効性を検証した。これにより、上下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。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大粒径固体粒子のスラリー流を対象として、鉛直動揺時もしくは脈動状態での鉛直揚鉱管内のおけるスラリー流量・圧力損失の関係を実用的に評価することが可能となった。本研究成果は、海底熱水鉱床開発における揚鉱ユニットの設計や運用に活用することができるだけでなく、コバルトリッチクラストやマンガン団塊といった他の海洋鉱物資源の揚鉱にも適用できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Pressure Loss Due to Hydraulic Transport of Large Solid Particles in Vertical Pipes Under Pulsating Flow Conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Masanobu, S., Takano, S., Kanada, S., and Ono, M.
    • 雑誌名

      Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering

      巻: Published Online 号: 6

    • DOI

      10.1115/1.4050593

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Experimental Investigation of Large Particle Slurry Transport in Vertically Oscillating Pipe for Subsea Mining2021

    • 著者名/発表者名
      Masanobu, S., Takano, S., Kanada, S., and Ono, M.
    • 学会等名
      ASME 2021 40th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE2021)〔査読有:採択済〕
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Investigation of Large Particle Slurry Transport in Vertical Pipes with Pulsating Flow2020

    • 著者名/発表者名
      Masanobu, S., Takano, S., Kanada, S., Ono, M., and Sasagawa, H.
    • 学会等名
      ASME 2020 39th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE2020)〔査読有〕
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉛直動揺管におけるスラリー移送に関する実験的研究2020

    • 著者名/発表者名
      高野慧, 正信聡太郎, 金田成雄, 小野正夫, 笹川広紀
    • 学会等名
      令和2年 日本船舶海洋工学会 秋季講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Investigation of Large Particle Slurry Transport in Vertical Pipes with Pulsating Flow2020

    • 著者名/発表者名
      Masanobu, S., Takano, S., Kanada, S., Ono, M., and Sasagawa,H.
    • 学会等名
      ASME 2020 39th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE2020) 〔査読有:採択済〕
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大粒径粒子の脈動スラリー流移送に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      高野慧、正信聡太郎、金田成雄、小野正夫、笹川広紀
    • 学会等名
      令和元年度 日本船舶海洋工学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 船用CFDソルバーを用いた直管圧損計算2018

    • 著者名/発表者名
      荒木元輝、正信聡太郎、大橋訓英
    • 学会等名
      平成30年 日本船舶海洋工学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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