高精度なボイド率測定手法を適用した沸騰水素の熱流動特性の解明
使用高精度空隙率测量方法阐明沸腾氢的热水力特性
基本信息
- 批准号:19K23504
- 负责人:
- 金额:$ 1.83万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
- 财政年份:2019
- 资助国家:日本
- 起止时间:2019-08-30 至 2021-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
航空宇宙機の燃料として使われており,近年水素社会の実現に向けて,その需要が高まっている液体水素について,沸騰状態における高精度な計測制御を実現することを目的に,次の課題に取り組んだ.【課題1】ボイド率計測技術に基づく沸騰水素の熱流動特性の解明:本年度は既存の沸騰水素流動試験装置の配管の改修を行い,テストセクション圧力を従来の300 kPaAから500 kPaAまで引き上げた.これにより流路径 15mmの水平流動条件について,流量・温度ともにこれまでに比較して広範囲のデータを得た.得られた結果から自身が300 kPaAまでの流動条件に対して提案した流動特性予測モデルが,500 kPaAまでおおむね適用可能であることを確認した.さらに,流動様式(気液二相流における気体と液体の混合様相)の判定に,撮影画像を用いた機械学習で分類可能であることを示した.さらに次年度には,圧力変化だけでなく流路径が流動特性に与える影響の評価が予定されており,内径10 mmの液体水素流動配管の設計と製作を行った.【課題2】高精度・高信頼のボイド率計測技術の開発:測定精度の温度依存性低減とセンサーの機械的堅牢性向上を図るため,コネクター部と表面処理を除くオール金属の複数極板ボイド率計を検討している.本年度は,極低温域で使用可能な絶縁表面処理手法の調査と電場解析を用いた複数極板のボイド率計の設計方法の確立を行った.プロトタイプモデルの設計は完了しており,今後は常温での測定精度の評価,低温域での機械的堅牢性の評価,低温から高温までの測定精度の温度依存性の評価が必要である.
近年来,为了实现氢社会,对液态氢的需求不断增加,液态氢被用作航空航天器的燃料,为了实现液态氢沸腾状态的高精度测量和控制,我们将解决以下问题问题:我已经解决了。 【课题一】基于空隙率测量技术阐明沸腾氢气的热工水力特性:今年,我们对现有沸腾氢气流量测试装置的管道进行了修复,并将测试段压力从常规的300 kPaA提高到500 kPaA 。因此,我们能够在通道直径为 15 mm 的水平流动条件下获得更广泛的流量和温度数据。从获得的结果来看,我们证实我们针对高达 300 kPaA 的流动条件提出的流动特性预测模型通常适用于高达 500 kPaA 的情况。此外,我们还表明,可以使用捕获的图像通过机器学习对流动模式(气液两相流中气体和液体的混合模式)进行分类。此外,明年计划不仅评估压力变化的影响,还评估通道直径对流动特性的影响,并设计和制造了内径为10毫米的液氢流动管。 [挑战2]开发高精度、可靠的空隙率测量技术:为了降低测量精度的温度依赖性,提高传感器的机械鲁棒性,除连接器部分和表面处理外的全金属多电极空隙I我正在考虑使用费率表。今年,我们研究了可用于低温的绝缘表面处理方法,并建立了一种利用电场分析的多电极空隙率计的设计方法。原型模型的设计已经完成,未来需要评估室温下的测量精度、低温下的机械鲁棒性以及从低温到高温的测量精度的温度依赖性。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Investigation of the void fraction-quality correlations for two-phase hydrogen flow based on the capacitive void fraction measurement
基于电容空隙率测量的两相氢气流空隙率与质量相关性的研究
- DOI:10.1016/j.ijhydene.2019.05.066
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:7.2
- 作者:Sakamoto Yuki;Kobayashi Hiroaki;Naruo Yoshihiro;Takesaki Yuichiro;Nakajima Yo;Furuichi Atsuhiro;Tsujimura Hiroki;Kabayama Koki;Sato Tetsuya
- 通讯作者:Sato Tetsuya
Experimental investigation of heat transfer characteristics for boiling hydrogen flow in horizontal circular pipes
水平圆管内沸腾氢气流传热特性实验研究
- DOI:
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yuki Sakamoto; Hiroaki Kobayashi; Yoshihiro Naruo; Yuichiro Takesaki; Yo Nakajima; Hiroki Tsujimura; Koki Kabayama; Tetsuya Sato
- 通讯作者:Tetsuya Sato
Investigation of the void fraction-quality correlations for two-phase hydrogen flow based on the capacitive void fraction measurement
基于电容空隙率测量的两相氢气流空隙率与质量相关性的研究
- DOI:10.1016/j.ijhydene.2019.05.066
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:7.2
- 作者:Sakamoto Yuki;Kobayashi Hiroaki;Naruo Yoshihiro;Takesaki Yuichiro;Nakajima Yo;Furuichi Atsuhiro;Tsujimura Hiroki;Kabayama Koki;Sato Tetsuya
- 通讯作者:Sato Tetsuya
Experimental investigation of flow regime transition for boiling hydrogen flow in horizontal pipes
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- DOI:
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yuki Sakamoto; Hiroaki Kobayashi; Yoshihiro Naruo; Yuichiro Takesaki; Nakajima Yo; Hiroki Tsujimura; Koki Kabayama; Tetsuya Sato
- 通讯作者:Tetsuya Sato
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- 资助金额:
$ 1.83万 - 项目类别:
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