2022 年度研究成果報告書

急減圧時における舶用液体水素タンク内部の沸騰現象の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	20K14963
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分24020:船舶海洋工学関連
研究機関	神戸大学
研究代表者	前川一真神戸大学, 海事科学研究科, 助教 (20760664)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	液体水素 / 減圧沸騰 / 数値解析 / 舶用液体水素タンク / 海上輸送 / 水素 / 気液相転移現象 / 熱流動
研究成果の概要	本研究では、液体水素を大量に海上輸送するための基盤技術の提供を目指して、舶用液体水素タンク急減圧時におけるタンク内部の沸騰現象について解明することを目的とし、小型液体水素タンクを用いた急減圧実験を行った。液体水素による急減圧実験では、液体状態、初期充填率、減圧速度が液体水素の蒸発特性に与える影響を明らかにした。また、数値解析ソフトSTAR-CCM+を用いて、液体水素タンク内部の蒸発モデルを構築した。
自由記述の分野	低温工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	我が国の水素エネルギー社会実現のためには、海外から水素を液体水素の形で安価に大量輸入する必要がある。液体水素を海上輸送する際は、蓄圧した状態で輸送される。蓄圧状態の時に、真空断熱が破壊され、タンク内圧が急激に上昇した場合、安全弁・破裂板の作動によってタンクは急減圧される。この急減圧に伴う沸騰現象を知ることは、輸送技術およびタンク・配管の設計をする上で非常に重要である。液体水素急減圧に伴う過渡的な沸騰現象のメカニズムの詳細は未だ明らかにされていない。本研究により、液体水素急減圧時における気液相転移現象を解明するとともに、液体水素を安全に輸送するための基盤技術に貢献することができる。