非定常短細線法による水素の熱伝導率測定に関する研究

1.パラ水素およびノーマル水素の熱伝導率を測定試料の熱伝導率および熱拡散率を非定常短細線法で、試料のパラ水素濃度をラマン分光法でそれぞれ計測した。パラ水素の熱伝導率は、ノーマル水素よりも高く、温度150Kにおいてその差は最大25%であった。一方、熱拡散率は、パラ水素とノーマル水素でほぼ一致することを確認した。また、試料容器材質によりパラ水素からオルソ水素への転換率が変化することを確認した。2.高圧高温域における水素の熱伝導率を測定温度500℃、圧力100MPaまでの水素の熱伝導率を実施した。この範囲における実測値は過去に存在せず、世界初の実測値データである。本測定値と現在広く使われているRoderの相関式(適用範囲:圧力70MPa,温度37℃まで)と比較し、測定値は相関式に対して偏差4%程度であった.測定値の不確かさ±1.7%であることを考慮しても、測定値は相関値よりも高いことがわかった。3.高温高圧の実測値を用いて相関式を作成2.の測定結果に基づいた水素の熱伝導率の相関式を作成した。Roderの相関式と同様に希薄項、Excess項、臨界項の3項で構成される式である。実測値に合うように式の形および係数を修正することで、高温高圧の実測値を偏差2%以内で再現できるものとなった。

1.パラ水素およびノーマル水素の熱伝導率を測定試料の熱伝導率および熱拡散率を非定常短細線法で、試料のパラ水素濃度をラマン分光法でそれぞれ計測した。パラ水素の熱伝導率は、ノーマル水素よりも高く、温度150Kにおいてその差は最大25%であった。一方、熱拡散率は、パラ水素とノーマル水素でほぼ一致することを確認した。また、試料容器材質によりパラ水素からオルソ水素への転換率が変化することを確認した。2.高圧高温域における水素の熱伝導率を測定温度500℃、圧力100MPaまでの水素の熱伝導率を実施した。この範囲における実測値は過去に存在せず、世界初の実測値データである。本測定値と現在広く使われているRoderの相関式(適用範囲:圧力70MPa,温度37℃まで)と比較し、測定値は相関式に対して偏差4%程度であった.測定値の不確かさ±1.7%であることを考慮しても、測定値は相関値よりも高いことがわかった。3.高温高圧の実測値を用いて相関式を作成2.の測定結果に基づいた水素の熱伝導率の相関式を作成した。Roderの相関式と同様に希薄項、Excess項、臨界項の3項で構成される式である。実測値に合うように式の形および係数を修正することで、高温高圧の実測値を偏差2%以内で再現できるものとなった。