2023 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental Equations of State for Strongly Associated Fluids Based on a Generalized Hydrogen-bonding Model: Application to ISO International Standard Formulations
| Project/Area Number |
20K04338
|
|---|
| Research Institution | Kyushu Sangyo University |
|---|
Principal Investigator |
赤坂 亮 九州産業大学, 理工学部, 教授 (60369121)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 状態方程式 / 冷媒 / 水素結合 / 飽和蒸気圧 / 密度 / 地球温暖化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は，これまでに開発した一般化水素結合モデルの数値的安定性の向上や補外域における誘導状態量の挙動の修正を行い，モデルの完成度を高めた．さらに，その効果を検証するためR1224yd(Z)，R1336mzz(E)およびR1132(E)の3種類の冷媒に対する状態方程式に適用した．これらはいずれも実用可能性がある低GWP冷媒として対応する機器の開発が進められている．R1224yd(Z)およびR1336mzz(E)の状態方程式は米国標準技術研究所（NIST）の評価を経て2023年度中に国際学術誌にて公表した．R1132(E)の式については現在NISTでの評価が行われている．
研究期間を通した成果は，水素―フッ素間の水素結合を巨視的観点から統一的に扱うための一般化水素結合モデルを確立したことである．このモデルを状態方程式に適用することにより，それまでは冷媒ごとに関数形を最適化する必要があった状態方程式の開発効率を飛躍的に向上させた．従来の開発では年単位の開発期間を要していたが，一般化水素結合モデルに基づいた新たな手法を用いれば数ヶ月以内での開発が可能である．実際に一般化水素結合モデルを適用した低GWP冷媒（R1234yf，R1233zd(E)，R1224yd(Z)，R1336mzz(E)，R1132(E)等）の状態方程式を開発し，論文等を通して産業界に公開した．これらの状態方程式は次世代冷媒を用いた冷凍空調機器開発における基盤情報としてすでに多方面で用いられている．特に，R1234yfおよびR1233zd(E)の状態方程式は2022年に改定されたISO 17584によって国際標準式として採用された．
|
