• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

高圧パルス噴霧燃焼による超低NOX燃焼技術の確立

Research Project

Project/Area Number 15J04680
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Environmental engineering and reduction of environmental burden
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

横井 智記  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords流体計算 / 燃焼計算 / NOX / Flamlet approach / Flamelet approach / 噴霧燃焼 / 燃焼実験
Outline of Annual Research Achievements

ボイラなどの定置型燃焼器におけるNOX排出は,国内の総排出量の約4割を占めるため低減しなければならない.既往の定置型燃焼器で使用されている定常噴霧燃焼では燃料濃度の空間的な偏りが現れる.高圧パルス噴霧燃焼では噴射圧力,噴射間隔および噴射時間の制御による燃料の断続噴射により,定常噴霧燃焼と比較して燃料の分散を高度に制御可能である.
本研究のこれまでの成果により,高圧パルス噴霧燃焼を行うことにより,一般的な噴霧燃焼手法と比較してNOX排出量を低減可能であることがわかった.また,層流パルス噴流におけるNOX低減メカニズムが明らかになった.そこで,今年度は,高圧パルス噴霧燃焼の数値解析を行うことによって,高圧パルス噴霧燃焼におけるNOX低減メカニズムの解明に取り組んだ.
燃焼反応解析においては,詳細な化学反応を考慮可能かつ乱流解析と連成可能なFlamelet generated manifolsモデルを導入した.数値解析結果によって噴射間隔の増加および噴射速度の増加にともないEINOが減少することを示された.まず,噴射間隔について,噴射停止期間中に既燃ガスが未燃ガスと混合し,既燃ガス中のNOが還元されることが重要であることを示唆した.次に,噴射速度について,噴射速度の増加にともない乱流強度を増大し,乱流拡散により既燃ガスと未燃ガスとの混合が促進されることおよび高温の反応領域が早期に少なくなることにより,NOが低減することを示唆した.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Loughborough university(英国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Loughborough university(英国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Loughborough university(United Kingdom)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Modified Boundary Condition of Velocity for Continuity Equation with Non-uniform Density Distribution at Outlet Boundary Plane2018

    • Author(s)
      Satoki Yokoi, Yoshiya Matsukawa, Yasuhiro Saito, Yohsuke Matsushita, Hideyuki Aoki, Weeratunge Malalasekera
    • Journal Title

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An Approximate Method for the Computation of Wall Temperature Using Thermal Equilibrium and Fluid Temperatures from the Enthalpy and Mole Fraction2017

    • Author(s)
      Yohsuke Matsushita, Shota Akaotsu, Satoki Yokoi, Yasuhiro Saito and Hideyuki Aoki
    • Journal Title

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      Volume: 50 Issue: 2 Pages: 111-114

    • DOI

      10.1252/jcej.16we176

    • NAID

      130005241861

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Experimental investigation of atomization and combustion characteristics of high-pressure pulse sprays2016

    • Author(s)
      Yokoi, S., S. Sugawara, R. Sagawa, Y. Saito, Y. Matsushita and H. Aoki
    • Journal Title

      Fuel Processing Technology

      Volume: 148 Pages: 269-275

    • DOI

      10.1016/j.fuproc.2016.02.008

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Flamelet Modelに基づく乱流燃焼シミュレーション2015

    • Author(s)
      松下洋介, Weeratunge Malalasekera, 横井智記, 齋藤泰洋, 青木秀之
    • Journal Title

      金属

      Volume: 85(11) Pages: 915-921

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 気体燃料の間欠燃焼において噴射速度がNO生成メカニズム に及ぼす影響に関する数値解析的検討2017

    • Author(s)
      横井智記, 三上翔平, 松川嘉也, 齋藤泰洋, 松下洋介, 青木秀之
    • Organizer
      化学工学会第49回秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Improvement of the Prediction Accuracy of NO Emissions in Counter-Flow Diffusion Flames on Using NO Mass Fraction as a Progress Variable2017

    • Author(s)
      S. Yokoi, S. Mikami, Y. Matsukawa, Y. Saito, Y. Matsushita, H. Aoki, W Malalasekera
    • Organizer
      8th European Combustion Meeting (ECM 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Flamelet/progress-variableモデルを利用した対向流拡散火炎中のNO生成量の予測2016

    • Author(s)
      横井智記,松川嘉也,齋藤泰洋,松下洋介,青木秀之, Weeratunge Malalasekera
    • Organizer
      第25回日本エネルギー学会
    • Place of Presentation
      工学院大学(東京)
    • Year and Date
      2016-08-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Large Eddy Simulationによる高圧パルス噴霧の分裂および蒸発特性に関する検討2016

    • Author(s)
      菅原翔太, 横井智記, 齋藤泰洋, 松下洋介, 青木秀之
    • Organizer
      化学工学会第81年会
    • Place of Presentation
      関西大学 千里山キャンパス(大阪)
    • Year and Date
      2016-03-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi