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The Process of Pressure, Temperature, and Phase State Changes Within Supercritical CO2 Buried Pipelines During Micro-Leakage

超臨界CO2埋設パイプラインの微少漏洩時における圧力、温度、相状態変化のプロセス (AI 翻訳)

Xu Jiang, Junliang Huo, Yuhua Feng, Guangbin Li, F. Qian, Lei Chen, Wenjing Yang

Processes📚 査読済 / ジャーナル2026-03-25#CCUSOrigin: Global
DOI: 10.3390/pr14071039
原典: https://doi.org/10.3390/pr14071039

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本論文は、CCUSにおける超臨界CO2埋設パイプラインの微小漏洩時の圧力、温度、相状態変化を実験的に調査。圧力低下は二段階（急激な初期低下と線形低下）を示し、オリフィス径や漏洩方向が温度分布や漏洩動態に影響することを明らかにした。

English

This paper experimentally investigates pressure, temperature, and phase changes during micro-leakage from buried supercritical CO2 pipelines in CCUS. It identifies a two-stage pressure decline, and shows that orifice diameter and leakage direction significantly affect temperature distribution and leakage dynamics, with implications for pipeline safety and design.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本ではCCUSがGX実現に向けた重要技術と位置づけられており、CO2パイプラインの安全性評価は実用化に不可欠。本研究成果は、日本国内のCO2輸送インフラ設計やリスク管理に直接貢献する。

In the global GX context

As CCUS scales globally, safe CO2 transport via pipelines is critical. This study provides empirical data on leakage dynamics under various conditions, informing pipeline safety regulations and operational guidelines for CCS projects worldwide.

👥 読者別の含意

🔬研究者:CCUSパイプラインの漏洩挙動に関する新たな実験データを提供し、モデリングや安全設計に活用できる。

🏢実務担当者:パイプラインの設計・運用における漏洩リスク評価やモニタリング手法の改善に役立つ知見を提供。

🏛政策担当者:CCUSパイプラインの安全基準策定に必要な科学的根拠を提供し、規制強化やガイドライン整備に貢献。

📄 抄録（日本語訳）

炭素回収・利用・貯留（CCUS）チェーンにおいて、埋設CO2パイプラインは複雑な地形条件下での不可欠な工学的解決策である。実験的調査により、埋設超臨界CO2（sCO2）パイプラインからの漏洩は、高漏洩媒体質量流量によって駆動される初期の急激な圧力低下と、均質な液体CO2気化によって支配される線形の圧力低下という、二段階の圧力低下を特徴とすることが示されている。注目すべきことに、チョーク流れ効果は、異なる実験条件下での線形圧力低下率を均一化する。漏洩オリフィス直径は、パイプライン温度分布の支配的要因である：小径オリフィスは、パイプラインの異なる鉛直位置で一貫した温度低下率をもたらす一方、大径オリフィスはパイプライン底部でのより速い冷却を引き起こし、漏洩オリフィスに近づくほど強まる有意な鉛直温度勾配を形成する。漏洩方向と初期パイプライン圧力は、漏洩動態の主要な調節因子である：鉛直上向き漏洩（0°）は、土壌抵抗の低減によりより速い圧力低下をもたらし、高い初期圧力は圧力低下率を強化しCO2の吸熱効果を増幅するだけでなく、漏洩中のsCO2の相転移経路も調節する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Within the carbon capture, utilization and storage (CCUS) chain, buried CO2 pipelines are an indispensable engineering solution under complex topographic conditions. Experimental investigations show that leakage from buried supercritical CO2 (sCO2) pipelines features a two-stage pressure decline: an initial rapid drop driven by high leaking medium mass flow, followed by a linear decrease governed by homogeneous liquid CO2 vaporization. Notably, the choking flow effect homogenizes linear pressure drop rates across distinct experimental conditions. Leakage orifice diameter is a dominant factor for pipeline temperature distribution: small orifices yield consistent temperature drop rates at different vertical pipeline positions, while larger ones cause faster cooling at the pipeline bottom, forming significant vertical temperature gradients that intensify closer to the leakage orifice. Leakage direction and initial pipeline pressure are key regulators of leakage dynamics: vertical upward leakage (0°) leads to faster pressure drops due to the reduced soil resistance, and elevated initial pressure not only intensifies the pressure drop rate and amplifies CO2’s endothermic effect but also modulates the phase transition pathway of sCO2 during leakage.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。