Fundamental investigation and modeling of combustion characteristics of alkane isomers contained in next generation bio-fuels
| Project/Area Number |
19H02078
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 19020:Thermal engineering-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
Daisuke Shimokuri 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (40432687)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三好 明 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (60229903)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
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| Keywords | 燃焼 / 次世代バイオ燃料 / 着火遅れ / 燃焼速度 / 素反応 / 化学的着火遅れ / 燃焼排出物 / 飽和炭化水素 / 異性体 / 衝撃波管 / 一次元数値計算 / 炭化水素燃料 / 構造異性体 / 反応機構 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，インフラを改変することなく化石燃料と置き換えることのできるバイオ燃料の開発が進められており，結果得られる燃料が飽和炭化水素のみで構成され，さらには，高分岐構造物が５０％を超えて含まれることが予見されている．
そのような高分岐飽和炭化水素の燃焼特性は未解明であるため，本研究ではその燃焼特性を明らかにする．実験的には低ノイズ衝撃波管を作成し，過去に例のない高精度な着火遅れデータを取得する．同時に，高速計算アルゴリズムを組み込んだ詳細一次元数値計算も行う．
最終的には，次世代バイオ燃料の燃焼特性を明らかにし，サロゲート燃料の提案や，既存燃焼器に適した組成の提案を行う．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, high pressure shocktube with constrained volume strategy (HPST-CRV) has been successfully developed. Chemical ignition delay time (IDT), which is important parameter for combustors can be measured accurately for high pressure condition up to 30atm. IDT of saturated hydrocarbons obtained with HPST-CRV show that IDT is longer for highly branched isomers especially in low temperature conditions less than 1000K. By mixing ethanol, which is currently used bio-fuel, IDT in high temperature region is found to be shortened.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で構築された衝撃波管は，燃焼分野において初めて10atm以上で反応容積制限法（CRV法）を導入したもので，着火遅れの計測精度を大幅に向上させるものである．本装置の構築によって，今後燃焼数値計算の精度向上が期待される．
計測された着火遅れから，次世代バイオ燃料の着火特性が明らかとなった．また，エタノールとの混合の影響も明らかとなった．これらの結果は，次世代バイオ燃料や既存バイオ燃料であるエタノールの利用指針となるものである．
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Report
(4 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Measurements and simulations of ignition delay times and laminar flame speeds of nonane isomers2021
Author(s)
Shimpei Yamada, Daisuke Shimokuri, Shenqyang Shy, Tomoaki Yatsufusa, Yuta Shinji, Yi-Rong Chen, Yu-Chao Liao, Takuma Endo, Yoshihisa Nou, Fumihiko Saito, Yasuyuki Sakai, Akira Miyoshi
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Journal Title
Combustion and Flame
Volume: 227
Pages: 283-295
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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