ナノリキッドクラスレートハイドレートによる高密度潜熱輸送

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560149
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 星野 大輔 東京都立大学, 工学研究科, 助手 (80106616)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 正廣 東京都立大学, 工学研究科, 教授 (80094259) ; 長浜 邦雄 東京都立大学, 工学研究科, 教授 (80087311) ; 加藤 覚 東京都立大学, 工学研究科, 助教授 (70126316) ; 乗富 秀富 東京都立大学, 工学研究科, 助手 (20237895)
• Keywords: ナノリキッドクラスレート / ハイドレートスラリー / 潜熱輸送 / 臭化テトラ-n-ブチルアンモニウム / 調和融点 / 氷核活性物質 / 過冷却 / アミノ酸

Research Abstract

本年度の研究成果を、(1)ナノリキッドクラスレートハイドレートスラリーの生成特性に関する研究、(2)ナノリキッドクラスレートハイドレートスラリーの流動および伝熱特性測定装置の製作に関する研究に分けて報告する。
(1)については攪拌翼による過冷却解消の効果を、攪拌翼の回転数と氷核発生温度の関係より検討した。その結果、150rpmでほぼ氷核発生温度が一定となる事を確認した。攪拌翼回転数150rpmで氷核活性物質(フェロシアン化カリウム、L-メチオニン(アミノ酸)、フェロシアン化カリウム+L-メチオニン)の影響を調べ、氷核活性物質なしでは氷核発生温度が2.5℃付近であったが、氷核活性物質を添加した場合には氷核発生温度が10.3℃付近まで上昇し顕著な効果が確認された。
(2)については、ナノリキッドクラスレートハイドレートスラリー流動装置を試作して実験した。実験装置はスラリー生成、流動部、熱交換部より成っている。熱交換部は空調実験を出来るように工夫した。ナノリキッドクラスレートハイドレートスラリーは空調に利用できる事を実験的に確認した。
本研究により今後の研究課題として以下の二点が明らかになった。
(A)ハイドレート生成に攪拌を用いると、攪拌装置器壁にハイドレートの結晶が薄膜状で成長する。
(B)ハイドレートスラリーにおけるハイドレート充填率の実験的決定法の確立。
本研究で明になったこれら二点について今後継続的に研究を行い、問題点を解消しハイドレートスラリーを用いる高密度潜熱輸送の優位性を明らかにするとともに基本物性となるハイドレートスラリーの充填率を考慮した粒度分布・形状・粘度・密度・管摩擦圧係数・レイノルズ数等に知見を得、それらについて順次成果を学会に報告する。