| 研究課題/領域番号 |
20K14963
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
前川 一真 神戸大学, 海事科学研究科, 助教 (20760664)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 液体水素 / 減圧沸騰 / 数値解析 / 舶用液体水素タンク / 海上輸送 / 水素 / 気液相転移現象 / 熱流動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、蓄圧状態で液体水素を海上輸送した際、真空断熱の破壊等により、タンク内圧が急激に昇圧し、安全弁・破裂板が作動した場合の、舶用液体水素タンク急減圧時におけるタンク内部の沸騰現象（気液相転移現象）を解明する。
具体的には、液体水素タンク急減圧に伴う過渡的な沸騰現象を、初期の液体状態、初期圧力、減圧速度をパラメータとして実験的に明らかにする。そして、実験データをもとに数値解析による液体水素タンク内部の急減圧に伴う過渡的な圧力・温度挙動を予測する解析モデルを構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、液体水素を大量に海上輸送するための基盤技術の提供を目指して、舶用液体水素タンク急減圧時におけるタンク内部の沸騰現象について解明することを目的とし、小型液体水素タンクを用いた急減圧実験を行った。液体水素による急減圧実験では、液体状態、初期充填率、減圧速度が液体水素の蒸発特性に与える影響を明らかにした。また、数値解析ソフトSTAR-CCM+を用いて、液体水素タンク内部の蒸発モデルを構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
我が国の水素エネルギー社会実現のためには、海外から水素を液体水素の形で安価に大量輸入する必要がある。液体水素を海上輸送する際は、蓄圧した状態で輸送される。蓄圧状態の時に、真空断熱が破壊され、タンク内圧が急激に上昇した場合、安全弁・破裂板の作動によってタンクは急減圧される。この急減圧に伴う沸騰現象を知ることは、輸送技術およびタンク・配管の設計をする上で非常に重要である。
液体水素急減圧に伴う過渡的な沸騰現象のメカニズムの詳細は未だ明らかにされていない。本研究により、液体水素急減圧時における気液相転移現象を解明するとともに、液体水素を安全に輸送するための基盤技術に貢献することができる。
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