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液体水素強制冷却高温超電導導体設計のための過渡冷却特性と過渡伝搬特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25289047
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

達本 衡輝  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J-PARCセンター, 研究副主幹 (70391331)

研究分担者 白井 康之  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (60179033)
成尾 芳博  宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (70150050)
塩津 正博  京都大学, エネルギー科学研究科, 名誉教授 (20027139)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2014年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2013年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード液体水素 / 熱伝達 / 高温超伝導 / 強制流動 / 定常熱伝達 / 過渡熱伝達 / 高温超電導 / 熱工学 / 流体工学
研究成果の概要

高温超伝導体の液体水素冷却は、従来の液体窒素冷却の場合に比べて、電気・磁気的性能の向上と超伝導状態が破れた際の冷却安定性の向が期待される。本研究では、高温超伝導線材の液体水素による強制流動方式を提案し、その実用化に向けて液体水素強制流動下の過渡熱伝達特性データを既存の装置を用いて取得した。さらに、開発した遠心式ポンプと既存の実験装置を組み合わせて、長時間安定に液体水素を流動できる循環ループを開発した。これにより、これまで得られなかった高流速域でのデータの取得に成功し、広範囲の流速域で定量的に評価できる熱伝達の相関式を導出した。また、超伝導線材の過渡電流分流特性を提案し、その妥当性を検証した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Transient heat transfer from a wire to a forced flow of subcooled liquid hydrogen passing through a vertically- mounted pipe2015

    • 著者名/発表者名
      H Tatsumoto, Y Shirai, M Shiotsu, Y Naruo, H Kobayashi, S Nonaka and Y Inatani
    • 雑誌名

      IOP Conference Series: Materials Science and Engineering

      巻: 101 ページ: 012177-012177

    • DOI

      10.1088/1757-899x/101/1/012177

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] サブクール液体水素強制流動下における流路中心垂直発熱線におけるDNB熱流束2015

    • 著者名/発表者名
      達本衡輝、白井康之、塩津正博、堀江裕輝、茂田宏樹、米田和也、松沢崇之、小林弘明、野中聡、成尾芳博、稲谷芳文
    • 雑誌名

      第91回 2015春季低温工学超伝導学会概要集

      巻: 91 ページ: 187-187

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Forced convection heat transfer from a wire inserted into a vertically-mounted pipe to liquid hydrogen flowing upward2014

    • 著者名/発表者名
      H Tatsumoto, Y Shirai, M Shiotsu, Y Naruo, H Kobayashi and Y Inatani
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 568 号: 3 ページ: 032017-032017

    • DOI

      10.1088/1742-6596/568/3/032017

    • NAID

      120006832401

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Transient heat transfer from a wire to a forced flow of subcooled liquid hydrogen passing through a vertically- mounted pipe2015

    • 著者名/発表者名
      Hideki Tatsumoto
    • 学会等名
      CEC ICMC2015
    • 発表場所
      アリゾナ州ツーソン(米国)
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] サブクール液体水素の強制流動下における流路中心垂直発熱線におけるDNB熱流束2015

    • 著者名/発表者名
      達本 衡輝
    • 学会等名
      2015 年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      つくば 産業技術総合研究所つくばセンター共用講堂
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] サブクール液体水素の強制流動下における流路中心垂直発熱線におけるDNB 熱流束2015

    • 著者名/発表者名
      達本 衡輝
    • 学会等名
      2015年春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所つくばセンター共用講堂(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 強制対流下におけるサブクール液体水素の過渡熱伝達特性2014

    • 著者名/発表者名
      達本 衡輝
    • 学会等名
      2014 年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      福島 コラッセふくしま
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Forced convection heat transfer from a wire inserted into a vertically-mounted pipe to liquid hydrogen flowing upward2014

    • 著者名/発表者名
      達本 衡輝
    • 学会等名
      27th International Conference on Low Temperature Physics (LT27)
    • 発表場所
      ブエノスアイレス、アルゼンチン
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Transient heat transfer from a wire inserted into a vertically mounted pipe to forced flow liquid hydrogen.2014

    • 著者名/発表者名
      Hideki Tatsumoto, Yasuyuki Shirai, Masahiro Shiotsu, Yoshihiro Naruo,Hiroaki Kobayashi, Yoshifumi Inatani
    • 学会等名
      25th International Cryogenic Engineering Conference and the International Cryogenic Materials Conference in 2014, ICEC 25–ICMC 2014
    • 発表場所
      エンシェーデ、オランダ
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液体水素の強制流動下における過渡熱伝達2014

    • 著者名/発表者名
      達本 衡輝
    • 学会等名
      2014 年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      東京 タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液体水素の強制流動下における過渡熱伝達2014

    • 著者名/発表者名
      達本 衡輝
    • 学会等名
      2014 年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Transient heat transfer from a wire inserted into a vertically-mounted pipe to a forced flow of liquid hydrogen2014

    • 著者名/発表者名
      達本 衡輝
    • 学会等名
      ICEC25-ICMC2014
    • 発表場所
      the University of Twente in Enschede, The Netherlands
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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