权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

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：
坂本勇樹
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Japan Aerospace EXploration Agency
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

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．

In recent years, the development of aerospace fuels has been moving towards the development of water element society, which requires high precision measurement of liquid water element, boiling state and control. [Topic 1] Explanation of thermal flow characteristics of basic boiling water in rate measurement technology: This year, the pipeline repair of existing boiling water flow test equipment was carried out, and the pressure of the system was increased from 300 kPaA to 500 kPaA. The flow path is 15mm and the horizontal flow condition is medium. The flow rate, temperature and temperature are compared. The flow conditions of the proposed flow characteristics are predicted to be 300 kPaA, 500 kPaA and applicable. In addition, the determination of the flow equation (gas and liquid two-phase flow), the use of mechanical learning, the classification of possible images, etc. In the next year, the pressure variation was determined, and the flow path was evaluated. The design and manufacture of liquid water flow pipes with an inner diameter of 10 mm were carried out. [Subject 2] Development of high accuracy, high reliability and conductivity measurement technology: low temperature dependence of measurement accuracy, high mechanical robustness, high temperature stability, high temperature stability, high temperature, This year, the investigation of possible insulating surface treatment methods and the establishment of design methods for multi-electrode conductivity meters in extremely low temperature regions were carried out. The design of the test equipment is complete, and it is necessary to evaluate the measurement accuracy at room temperature, mechanical robustness at low temperature, and temperature dependence of measurement accuracy at low temperature and high temperature.

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）

Experimental investigation of flow regime transition for boiling hydrogen flow in horizontal pipes

水平管道沸腾氢气流流态转变实验研究

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuki Sakamoto;Hiroaki Kobayashi;Yoshihiro Naruo;Yuichiro Takesaki;Nakajima Yo;Hiroki Tsujimura;Koki Kabayama;Tetsuya Sato
通讯作者：
Tetsuya Sato

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