2005 Fiscal Year Annual Research Report
界面に沿っての包接水和物成長を考慮した包接水和物連続製造装置の性能予測法の試み
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15560172
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| Research Institution | Tokyo Gakugei University |
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Principal Investigator |
望月 高昭 東京学芸大学, 教育学部, 助教授 (70280360)
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| Keywords | 包接水和物 / クラスレート・ハイドレート / 結晶成長 / 数値モデル / 熱伝導モデル / 成長速度 / 結晶膜厚さ |
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| Research Abstract |
HFC-32/水界面上およびHFC-134a/水界面上を成長するHFC-32水和物結晶およびHFC-134a水和物結晶の界面に沿った方向への成長速度を実験的に測定した.HFC-32水和物結晶に関する検討の結果,同水和物結晶の界面に沿った方向への成長速度は,その核生成直後から減速し,数秒後に約5mm/sに漸近することを明らかにした(圧力P=617kPa,サブクール度ΔT=10.9K:ΔT=該当圧力における水和物生成温度-バルク温度).一方,HFC-134a水和物結晶に関する検討の結果,同水和物結晶の界面に沿った方向への成長速度は約0.4mm/sに漸近する様に減速することを明らかにした(p=246kPa,ΔT=6.0K).
また,上述のHFC-32水和物結晶に関する実験結果と本研究で作成したクラスレート水和物結晶(包接水和物結晶)の物理モデル(熱移動モデル)の計算結果とを比較・検討した結果,成長中のHFC-32水和物結晶の厚さは1μm程度であることが明らかになった(P=617kPa,ΔT=10.9K).他研究者(Ho et al.(2002)Proc.4th Int.Conf.Gas Hydrate,2,850-855)によるHFC-32水和物結晶の厚さの測定結果によると生成数時間後に110μmになることから(P=617kPa,ΔT=8.8K),HFC-32水和物結晶の厚さ方向への見かけの成長速度は10^<-2>μm/s程度であると考えられ,界面方向への速度(5mm/s)に比べて著しく遅いことが明らかになった.
上記に加え,本研究の知見を基にした「クラスレート水和物連続生成装置の性能予測法の開発」を行う際の検討対象として,既知の界面面積を持つクラスレート水和物連続装置の設計・開発を行った.
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