マイクロインデューサに発生する液体水素キャビテーションの可視化とＰＩＶ計測
【研究キーワード】
キャビテーション / 回転機械 / 可視化試験 / 極低温流体 / 液体水素 / 液体窒素 / 熱力学的効果 / 翼端隙間 / スケール効果 / インデューサ / 可視化 / ＰＩＶ計測
【研究成果の概要】
理論解析と数値解析に基づき供試マイクロインデューサを設計し、装置を組み立てた。JAXAから貸与されたロケット用インデューサと比較するため、水を用いた予備試験を実施し、翼端クリアランスとインデューサ直径の比のスケール効果に関する実験データを取得した。次に、水素試験用の改良型装置を設計し、その組み立てを開始した。しかし、メカニカルシールが市販で対応できなかったため、メーカーと共同開発した。本補助金で整備した装置を活用し、今後も、液体水素キャビテーションの可視化やPIV計測の実験に挑戦する予定である。
本補助金により、初年度からの累計で、国際誌5誌、国内誌1誌、国際会議4回、国内会議5回発表した。
【研究の社会的意義】
再生可能エネルギー由来水素の利活用が期待される中、高いエネルギー密度とエネルギ取出時のクリーンさから液体水素の貯蔵・輸送技術高度化のニーズが高まっている。現状、液体水素インフラは黎明期の流体機械として効率やコンパクト性を犠牲として信頼性を優先した設計が行われている。なぜなら経験知のみに依存する開発においては実験的検証データが乏しく数値解析等を利用した革新的な設計の裏付けを欠くからである。本補助金により、液体水素での使用を想定したポンプ実験的検証データを取得することが可能となった。本装置を今後も活用し水素インフラの効率やコンパクト性向上に寄与することにより、カーボンニュートラルの実現に貢献する。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)