純水素および水素混合天然ガスパイプラインは、水素の大規模かつ効率的な貯蔵・輸送を実現する重要な手段の一つです。膨張および攪乱は、パイプラインの急速な過渡流れにおける典型的な運転条件です。メタンと水素の物性が著しく異なるため、純水素および水素混合天然ガスパイプラインの急速過渡予測は困難となります。純水素および水素混合天然ガスパイプラインの過渡シミュレーションモデルを構築し、特性線法を用いて、バルブの開閉や減圧波の伝播などの複雑な運転条件下における流動特性を詳細に分析しました。結果は、急速過渡モデルが良好な適応性を示し、実際の水素パイプライン運転データとの誤差は3.17％であることを示しました。メタンと水素の急速過渡流動特性には顕著な差異があり、急速な閉止膨張過程でメタンの最大振幅は水素より78.02％大きいものの、水素の波動周期はメタンの2.67倍です。高圧および大径条件は水素パイプラインの圧力波伝播速度を著しく向上させますが、管径の増加は振幅への影響は小さいです。研究成果は、純水素および水素混合天然ガスパイプラインの安全運転に理論的支援を提供します。

水素パイプライン; 水素混合天然ガス; 急速過渡; 特性線法; 圧力波