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2021 年度 実施状況報告書

一般化水素結合モデルに基づく強会合性流体の状態方程式:ISO国際標準式への展開

研究課題

研究課題/領域番号 20K04338
研究機関九州産業大学

研究代表者

赤坂 亮  九州産業大学, 理工学部, 教授 (60369121)

研究分担者 粥川 洋平  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, 主任研究員 (50371034)
東 之弘  九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 教授 (90183095)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード状態方程式 / 冷媒 / 水素結合 / 飽和蒸気圧 / 密度 / 地球温暖化
研究実績の概要

2020年度に新たに研究対象冷媒に加えたR1234yfおよびR1233zd(E)について,2021年度上半期は関数形最適化のコード開発および実際の状態方程式の最適化を並行して行った.また,実測値情報の収集も継続して行い,状態方程式による計算値との比較評価も合わせて行った.さらに,低GWP高沸点冷媒の一つであるR1224yd(Z)も研究開発対象に加え,実測値の収集・評価を行った.これらの途中経過は,2021年6月に開催されたHFO Conference 2021や,9月に開催されたTPTPR 2021にて発表した.
2021年度下半期にはR1234yfおよびR1233zd(E)の状態方程式の完成に至った.実測値の評価,関数形最適化の手法,状態方程式の再現性等をまとめた論文を執筆し,R1234yfはInt. J. Thermophys.誌に,R1233zd(E)はJ. Phys. Chem. Ref. Data誌にそれぞれ投稿し2021年度末までにいずれも受理された.また,両状態方程式はISO 17584(冷媒物性)の2022年改訂版に収録される予定である.R1224yd(Z)の状態方程式ほぼ完成しており,2022年度中に論文発表まで行う予定である.
また,2020年度に研究開発対象から一旦外したR32についても,2021年度は研究分担者,研究協力者とともに継続的に実測値評価を行い,気相密度および液相音速の新たな実測値を得た.この実測値に基づいて,2022年度に状態方程式の開発を再開する予定である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

R32に加えて,当初の研究対象に含まれていなかった3冷媒(R1234yf,R1233zd(E)およびR1224yd(Z))の状態方程式の完成に至った.特に,R1224yfおよびR1233zd(E)については国際会議報告や論文発表だけでなく,ISO 17584への収録まですでに決定しており,当初の計画以上に進展していると考える.一旦研究開発対象から外したR32についても,実測値評価を継続して行っており,2021年度末には研究協力者による新たな実測値の取得など,状態方程式開発に必要な情報がすべて揃った状態にある.

今後の研究の推進方策

2022年度は当初の目的であったR32の状態方程式を完成させるとともに,論文作成や米国標準技術研究所の熱物性データベースへの収録等を行う.研究分担者はR32の低温域における蒸気圧測定を行い,状態方程式開発の入力データとする.また,ほぼ完成に達しているR1224yd(Z)の状態方程式についても論文発表を行う.新型コロナウィルスの影響が緩和されれば,国際会議に現地参加し,研究者間の交流を深めたいと考えている.

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルスの影響によって,当初現地参加を予定していた国際会議が中止もしくはオンライン開催に変更となったため旅費に余剰額が生じた.また,当初購入を予定していた測定備品の海外からの調達が一時的に出来ない状況になったため,物品費にも余剰額が生じた(現在の状況はかなり改善している).2022年度は可能な限り国際会議は現地参加したいが,場合によっては研究期間延長も視野に入れている.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 米国標準技術研究所(NIST)(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      米国標準技術研究所(NIST)
  • [国際共同研究] ルール大学ボーフム校(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ルール大学ボーフム校
  • [国際共同研究] パドヴァ大学/イタリア計量研究所(INRiM)/イタリア学術会議(ITC-CNR)(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      パドヴァ大学/イタリア計量研究所(INRiM)/イタリア学術会議(ITC-CNR)
  • [国際共同研究] 西安交通大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      西安交通大学
  • [雑誌論文] Thermodynamic Properties of 2,3,3,3-Tetrafluoroprop-1-ene (R1234yf) and Propane (R290) Mixtures: (p, ρ, T) Behavior, Saturated Liquid and Vapor Densities, Critical Parameters, and a Mixture Model2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Akasaka, Sho Fukuda, Kozue Miyane, Yukihiro Higashi
    • 雑誌名

      Journal of Chemical and Engineering Data

      巻: 67 ページ: 346~357

    • DOI

      10.1021/acs.jced.1c00890

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental determination of the critical parameters for trans-1-chloro-3,3,3-trifluoroprop-1-ene [R1233zd(E)] and cis-1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene [R1224yd(Z)]2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuyuki Tanaka, Ryo Akasaka
    • 雑誌名

      International Journal of Refrigeration

      巻: 131 ページ: 61~67

    • DOI

      10.1016/j.ijrefrig.2021.07.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Universal parameters of the extended corresponding states (ECS) model for hydrofluoroolefin refrigerants2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Teraishi, Yohei Kayukawa, Ryo Akasaka, Kiyoshi Saito
    • 雑誌名

      International Journal of Refrigeration

      巻: 131 ページ: 33~40

    • DOI

      10.1016/j.ijrefrig.2021.08.013

    • 査読あり
  • [学会発表] A New ISO 17584 Standard Equation of State for 2,3,3,3-Tetrafluoroprop-1-ene (R1234yf) and its Modification for trans-1,2-Difluoroethene [R1132(E)]2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Akasaka, Eric W. Lemmon
    • 学会等名
      2nd IIR Conference on HFOs and Low GWP blends
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Fundamental Equation of State for cis-1-Chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene [R1224yd(Z)]2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Akasaka, Eric W. Lemmon
    • 学会等名
      21th Symposium on Thermophysical Properties
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Fundamental Equation of State for R1123 and its Applications to Mixture Models for Mixtures with R32 and R1234yf2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Akasaka, Eric W. Lemmon
    • 学会等名
      The 6th IIR Conference on Thermophysical Properties and Transfer Processes of Refrigerants
    • 国際学会
  • [学会発表] 冷媒熱物性に関するISO改定について2021

    • 著者名/発表者名
      赤坂亮
    • 学会等名
      第54回空気調和・冷凍連合講演会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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