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海洋鉱物資源開発を対象とした大口径配管における固気液三相流摩擦損失推定技術の構築

海洋矿产资源开发大口径管道固气液三相流摩阻损失估算技术构建

基本信息

批准号：
22K04568
负责人：
高野慧
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

海洋鉱物資源の開発においては、海底から資源を洋上へ回収するために、ポンプを用いて固液二相流で移送する方法や、管内に空気やガスを供給し、管内と管外の密度差を利用して上昇流を発生させるガスリフトポンプを用いた方法等が検討されている。ガスリフトポンプを用いた方法では、管内を資源と海水と空気の三種類、すなわち固体と液体と気体が混合された状態で移送されることになる。しかしながら現時点で、海洋鉱物資源の生産には技術的な課題が多く、その中の1つに管内における固気液三相流（固体、液体、気体）の摩擦損失の推定が挙げられる。固気液三相流が移送される際の摩擦損失推定手法を構築することは、生産システムの設計や運用に役立つと考えられる。そこで、本研究では固気液三相流の摩擦損失の推定手法の構築を目的とした。はじめに気液二相流の摩擦損失推定手法に関する既往の研究について調査した。その結果、気液二相流の摩擦損失の推定手法としては大別すると3つに分けられることがわかった。さらに既往の研究から得られた鉛直管における気液二相流の摩擦損失の実験結果と、推定手法で求められた摩擦損失を比較することで、精度が良い推定手法を見出した。次に、その推定手法を鉛直管における固気液三相流に適用できるように拡張した。拡張した推定手法を検証するために、既往の研究から得られた25～40mm程度の内径を有する配管内を流れる固気液三相流の摩擦損失の実験結果と比較と推定結果を比較した。比較の結果、本研究で提案する手法を用いれば25～40mm程度の内径を有する配管においては固気液三相流の摩擦損失を推定できることがわかった。

The marine material resources are operated on, the ocean bottom resources are returned to the sea, the solid-liquid two-phase flow transfer method is used, the air in the pipe is supplied to the gas, and the density difference between the inside and outside of the pipe is used to make use of the upstream data. The equipment is transferred in the form of three types of materials, namely, water resources, sea water, air and gas, and the mixture of solid and liquid materials in the pipeline. The friction of solid-liquid three-phase flow (solid, liquid, solid) is presumed to be due to the friction of solid-liquid three-phase flow in the pipeline. The transfer of solid-liquid three-phase flow, the presumption of friction, the presumption of friction, the design of the design of solid-liquid three-phase flow, the transfer of solid-liquid three-phase flow, the presumption of friction, and the design of the design of solid-liquid three-phase flow. The purpose of this study is to determine the loss of friction in solid-liquid three-phase flow. The method of loss of presumption of friction in liquid two-phase flow has been studied in the past. The results of the test and the presumption of friction loss of liquid two-phase flow are different from each other. In the past, we have obtained the results of the friction test of the liquid two-phase flow in the straight tube, the results of the presumption technique, the comparison of the friction loss, the accuracy and the accuracy of the presumption technique. Second, the presumption technique, the straight tube, the solid-liquid three-phase flow, the solid-liquid three-phase flow, the solid-liquid three-phase flow. The method of presumption, the degree of 25~40mm, the inner diameter of the internal diameter, the friction loss of solid-liquid three-phase flow in the piping, the results of the presumption and the comparison of the results of the presumption were compared. Compared with the results of the results, the proposed method in this study is based on the 25~40mm degree of the inner diameter of the pipe and the friction loss of the solid-liquid three-phase flow.