| 研究課題/領域番号 |
15560147
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
峯元 雅樹 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (10315103)
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| 研究分担者 |
宮入 嘉夫 九州共立大学, 工学部・機械工学科, 教授 (10309734)
松隈 洋介 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (70282241)
井上 元 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (40336003)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| キーワード | メタンハイドレート / ガスリフト / HCFC141b / 分解速度 / 格子ガスオートマトン / 三流体モデル / 固気液三相流 |
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| 研究概要 |
本研究では海底に存在するメタンハイドレートの効率的な回収方法を検討するため、主に以下の二項目について検討を行った。
1.ガスリフトを用いた深海底資源メタンハイドレート回収システムに関する検討
高さ5m、管径100mmのガスリフト実験を行い、吹き込むガス量と揚水量の関係を求めた。回収管の全長が3000m、管径2m、ガスを吹き込む水深50-800mの条件における回収システムを想定したガスリフト垂直管内流動解析を目的とする圧縮性非定常一次元二相流の数値計算を行った。数値計算による結果よりガスリフト動力は発電可能と想定される電力の数%程度となり、ガスリフトを用いた回収システムは経済的に有効であることを示した。ガスを吹き込む水深にはガスリフトの動力面から見て最適な水深が存在することを確認し、ガスを吹き込む水深やガス流量を条件に応じて操作することによりガスリフトによる回収システムはより経済的な回収システムとなることを示した。
2.ハイドレート分解速度の検討
海底資源メタンハイドレート回収システムの最適化を最終的な目標とし、メタンハイドレートの模擬物質であるHCFC141bハイドレートを用いた分解実験と格子ガス法による解析からガスハイドレート分解速度に関する検討を行った。HCFC141bハイドレート分解速度測定実験により、流体中のガスハイドレート分解速度を決定する熱伝達係数を表す関係式を導出した。複雑境界流れを計算する格子ガス法にガスハイドレート分解モデルを取り入れることにより、ガスハイドレート分解速度を解析的に予測可能な計算モデルを立て、HCFC141bハイドレート分解実験データと比較することでその妥当性を示した。その結果から、回収管内部でメタンハイドレートが分解して発生するメタンガスにより起こるガスリフト効果が、ガスリフトを利用した海底資源メタンハイドレート回収システムの経済性を向上させる可能性があることを示した。
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