| 研究課題/領域番号 |
21K03852
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
研究代表者 |
内山 知実 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (90193911)
|
|---|
| 研究分担者 |
高牟禮 光太郎 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (80847335)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
|
|---|
| キーワード | 気液二相流 / タービン流量計 / 電源自立型 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
気液二相流の気液を分離することなく，各相の流量を同時に測定できる流量計を開発する．その実装性と運用性を高めるため，自己発電機能とインターネットとの無線通信機能を付与する．タービン流量計，水力発電，IoT，機械学習の知見を総動員した研究である．ロータ回転数を測定し，その時間変化の特徴量（尖度，歪度，標準偏差，平均値）をニューラルネットワークに入力して各相流量を測定（同定）する，新奇な電源自立型のIoT流量計である．
|
| 研究成果の概要 |
円管内の気液二相流を気相と液相に分離することなく，気相流量Qgと液相流量Qlを同時に同定できる方法を開発した．タービン流量計，およびその上流と下流の円管に接続された圧力計を用いる方法である．ロータの回転数と圧力差（圧力損失）を測定することにより，二相流全体の流量Qtp (= Qg + Ql)と気相体積流量比β(= Qg/Qtp) が求められる．QgおよびQlの値は， それぞれβQtpおよび(1-β)Qtpとして計算される．Qtp, β, QgおよびQlに関する測定精度を評価したところ，それぞれ3.1 %, 4.8 %, 3.9 %および3 %であり，既存の測定法と同等以上であることが判明した．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
円管内で気体と液体が混在して相互作用を及ぼし合いながら流れる気液二相流は，熱交換装置や反応装置など，様々な工業装置の内部で頻繁に観察される．このため，装置の動作を精密に監視・制御するうえで，気液二相流の流量測定が重要な技術となっている．とくに，気相と液相を分離することなく各相の流量を同時かつ高精度に測定できる方法の確立が切望されている．本研究では，タービン流量計と圧力センサを用いて気液二相流の各相を同時に測定できる方法を確立した．その精度は既存の技術と同程度以上であることを確認し，工業装置への実装が可能である能力をもつことも確認できた．
|
