超伝導機器冷媒としての液体水素冷却特性に関する研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360127
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換･電気機器
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 白井 康之 京都大学, 大学院・エネルギー科学研究科, 教授 (60179033)
• 研究分担者: 塩津 正博 京都大学, 大学院・エネルギー科学研究科, 名誉教授 (20027139)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 液体水素 / 熱伝達 / 高温超電導 / 冷却特性 / サブクール

研究概要

液体水素の熱伝達特性に関する物理現象の解明と超伝導応用機器への冷却設計指針を与えることを目的とし、液体水素熱流動特性試験装置の設計製作を行った.浸漬冷却および未臨界圧・超臨界圧での強制対流冷却について、温度・圧力・強制対流流速の種々の条件下において,特に限界熱流束に注目して圧力・サブクール度の影響を系統的に測定した。さらに,浸漬冷却試験では、BSCCOおよびMgB2超伝導線を発熱体として熱伝達特性を取得した。

研究成果

• [雑誌論文] Forced Flow Boiling Heat Transfer of Liquid Hydrogen for Superconductor Cooling (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Shirai, H.Tatsumoto, M.Shiotsu, K.Hata, H.Kobayashi, Y.Naruo, Y.Inatani, K.Kinoshita
  • 雑誌名: Cryogenics Vol.51 ページ: 295-299
• [雑誌論文] Boiling Heat transfer from a Horizontal Flat Plate in a Pool of Liquid Hydrogen (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Shirai, H.Tatsumoto, M.Shiotsu, K.Hata, H.Kobayashi, Y.Naruo, Y.Inatani
  • 雑誌名: Cryogenics Vol.50 ページ: 410-416
• [雑誌論文] Preliminary Study on Heat Transfer Characteristics of Liquid Hydrogen for Coolant of HTC Superconductors (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Shirai, H.Tatsumoto, K.Hata, M.Shiotsu, H.Kobayashi, Y.Naruo, Y.Inatani
  • 雑誌名: Advances in Cryogenic Engineering Vol.55 ページ: 337-344
• [雑誌論文] Development of a Thermal-hydraulics Experimental System for High Tc Superconductors Cooled by Liquid Hydrogen (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Tatsumoto, Y.Shirai, M.Shiotsu, K.Hata, H.Kobayashi, Y.Naruo, Y.Inatani, T.Kato, M.Futakawa, K.Kinoshita
  • 雑誌名: 9th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS 09), J.Physics Conference Series(IOP Pub) 234 ページ: 032056
• [雑誌論文] Forced Convection Heat Transfer of Subcooled Liquid Nitrogen in a Vertical Tube (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Tatsumoto, Y.Shirai, K.Hata, T.Kato, M.Futakawa, M.Shiotsu
  • 雑誌名: 9th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS 09), J.Physics Conference Series(IOP Pub) 234 ページ: 032057
• [雑誌論文] Numerical Analysis of Forced Convection Heat Transfer of Subcooled Liquid Nitrogen (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Tatsumoto, Y.Shirai, K.Hata, T.Kato, T.Aso, K.Ohtsu, M.Shiotsu
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Applied Superconductivity Vol.18, No.2 ページ: 1483-1486
• [雑誌論文] Forced Convection Heat Transfer of Subcooled Liquid Nitrogen in Horizontal Tube (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Tatsumoto, Y.Shirai, K.Hata, T.Kato, M.Shiotsu
  • 雑誌名: Advances in Cryogenic Engineering Vol.53 ページ: 665-672
• [学会発表] 液体水素のプール冷却における熱伝達-サブクールの影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩津正博, 白井康之, 他
  • 学会等名: 第82回2010年度春季低温工学・超電導学会講演概要集(p.141)
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 液体水素強制対流定常熱伝達特性実験-第2報- (2010)
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝, 塩津正博, 白井康之, 他
  • 学会等名: 第82回2010年度春季低温工学・超電導学会講演概要集(p.142)
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 液体水素のプール冷却における過渡熱伝達特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塩津正博, 塩津正博, 白井康之, 他
  • 学会等名: 第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集(p.63)
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 垂直円管内超臨界水素の強制対流熱伝達 (2010)
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝, 塩津正博, 白井康之, 他
  • 学会等名: 第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集(p.64)
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 強制対流液体水素の飽和沸騰DNB熱流束表示式 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹上泰樹, 塩津正博, 白井康之, 他
  • 学会等名: 第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集(p.65)
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 高温超電導材冷却を目的とした液体水素熱流動特性試験装置-概要 (2009)
  • 著者名/発表者名: 白井康之, 他
  • 学会等名: 第81回2009年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集(p.64)
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 高温超電導材冷却を目的とした液体水素熱流動特性試験装置-設計・試験方法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝, 白井康之, 他
  • 学会等名: 第81回2009年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集(p.65)
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 液体水素のプール冷却における熱伝達 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉川浩太朗, 白井康之, 他
  • 学会等名: 第81回2009年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集(p.66)
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 液体水素の強制対流沸騰熱伝達 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塩津正博, 白井康之, 他
  • 学会等名: 第81回2009年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集(p.67)
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] Axial Temperature Distribution in a Heated Pipe Cooled by Forced flow of Liquid Hydrogen
  • 著者名/発表者名: Y.Shirai, H.Tatsumoto, H.Kobayashi, K.Yoshikawa, M.Shiotsu, K.Hata, H.Kobayashi, Y.Naruo, Y.Inatani, K.Kinoshita
  • 学会等名: Proc.of ICEC23-ICMC2010
  • 発表場所: pub.by Wroclaw Univ.of Technology(in press)
• [学会発表] Forced Convection Heat Transfer of Subcooled Liquid Hydrogen in a Small Tube
  • 著者名/発表者名: H.Tatsumoto, Y.Shirai, T.Kato, M.Shiotsu, K.Hata, H.Kobayashi, Y.Naruo, Y.Inatani, K.Kinoshita
  • 学会等名: Proc.of ICEC23-ICMC2010
  • 発表場所: pub.By Wroclaw Univ.of Technology(in press)