| 研究課題/領域番号 |
23K13345
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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21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
竹川 尚希 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, 研究員 (20828157)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 流体工学 / 流量計測 / 低温流体 / 液化ガス / 低温用流量計 / 不確かさ / 計量トレーサビリティ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、地球温暖化など環境問題への関心から、クリーンエネルギーが注目を集めている。効率的な輸送と貯蔵の観点から液化ガスが期待されているものの、液化ガスに対応した低温用流量計は極めて少なく、日本国内においては液化ガスの流量標準が存在しないため、公正なエネルギー取引という観点で重大な課題となっている。
本課題では液化窒素を対象とし、国家標準にトレーサブルな新たな秤量式流量計測法を開発する。本課題で得られた低温環境下での流量計測および流量計に関する知見を国内外の規格や産業界へ展開することで、液化ガス用流量計の高精度化および社会への普及に寄与する。
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| 研究実績の概要 |
世界経済の持続的な発展には、エネルギー供給と環境問題のバランスが重要である。クリーンエネルギーの社会実装には、輸送および貯蔵コストの低減が必要不可欠であり、液化水素、液化アンモニア、液化メタン、液化二酸化炭素、液化天然ガスなどの液化ガスは、効率的なエネルギーキャリアとして注目を集めている。液化ガスの取引量を高精度に把握する方法の一つとして流量計によるモニタリングが考えられるものの、低温流体を用いた実流試験が可能な環境は世界的にも数少ない。そこで本研究では、液化窒素を対象とした、秤量システムと差圧制御に基づく低温流体用流量試験設備を開発する。
試験設備上流側には、最大秤量300 kg、最小表示1 gのはかり1が設置されている。はかり1には、HeガスボンベとLGC1が載せてられており、LGC1内のLN2をHeガスで液面加圧し、押し出すことで、LN2の流れが生じる。はかり1での質量減少量を経過時間で除すことで、LN2の質量流量が求められる。試験設備下流側にもはかり2とLGC2が設置され、押し出されたLN2はLGC2に流れ込む。上流側と同様に、下流側においてもはかりの質量変化から質量流量が計算される。
本実験のユニークな点は、はかりとLGCの組を上流側（押し出し側）と下流側（受け取り側）の両方に設置しているため、上下流で独立した質量流量を計算できるところである。質量流量が約3 kg/min～10 kg/minでの試験結果として、安定状態における温度の相対標準偏差は最大0.1 %、上下流で計算した質量流量の差は最大0.2 %であった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2023年度において、安定した液化窒素の流れを発生させる低温流体用流量試験設備を構築した。液化窒素の質量変化から計算される質量流量についても、上下流で良好に一致しており、当初予定していた進捗状況にある。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の展望として、上下流で計算される質量流量の不確かさについて算出する予定である。また、環境条件下の水で校正された流量計を低温環境下で再校正し、外挿された温度条件が流量計の校正精度へ与える影響について検証する。
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