超臨界域における炭化水素系自然作動流体のPpTx性質の精密測定

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昨年度に実施したイソブタンに関する精密な飽和蒸気圧力測定結果を論文として投稿したのち、広い温度、圧力、および変位におけるベローズ容器の内容積検定を含めた体系的な校正実験を昨年5月に完了した。続いて、温度範囲280K〜440K、圧力範囲〜200MPaまでの広い範囲において、イソブタンに関する精密測定を実施し、PpT性質実測値計164点、飽和蒸気圧力実測値計7点、および飽和液体密度実測値計7点を得た。なお、本研究で採用した金属ベローズ変容法の利点から、PpT牲質については熱力学状態曲面上の任意の温度および圧力における格子状の測定結果が得られており、熱力学関係式を介して等温圧縮率や比熱差などの誘導状態量に関しても、実測値ベースの数値情報を得ることができた。さらに、複数の測定者による既報のPpT性質実測値群との同一温度および圧力における密度測定を実施し、本実測値と文献値との良好な整合性を確認した。加えて、これまで実測値情報の一切存在しない35MPa以上の圧力範囲においては、イソブタンに関する既存の熱力学モデルによる計算結果と本実測値との明確な系統密度偏差を確認し、熱力学モデルの改良の必要性を示唆することができた。なお、得られたイソブタンに関する一連の研究成果は、国内外における学会にて口頭発表し、さらに最終的な研究成果はJournal of Chemical Thermodynamics誌に論文として現在投稿中である。一方、昨年9月下旬より今日まで、プロパンに関する精密測定を実施中であり、測定が終了し次第論文として投稿する予定である。さらに、プロパン/イソブタン系混合冷媒、およびノルマルブタンについても、順次測定を精力的に実施するとともに、本研究で得られた新しい実測値を入力値として、炭化水素系冷媒および混合冷媒に関する世界最高精度の熱力学モデルの開発を目指した研究も併せて実施する計画である。