1996 Fiscal Year Annual Research Report
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06246105
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高城 敏美 大阪大学, 工学部, 教授 (40029096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱 純 機械技術研究所, 研究室長
城戸 裕之 九州大学, 工学部, 教授 (50037959)
塩路 昌宏 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (80135524)
田川 智彦 名古屋大学, 工学部, 助教授 (10171571)
越後 亮三 東京工業大学, 工学部, 教授 (70037737)
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| Keywords | CO_2フリー燃焼 / H_2燃焼 / エクセルギー回収燃焼法 / 燃料電池 / ガスタービン燃焼 / エンジン内燃焼 / エクセルギー解析 |
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| Research Abstract |
燃焼ガス中のCO_2などの環境汚染物質の低減とエネルギーを質的に評価したエクセルギー高度利用の両立の実現を目指す.このため,(1)燃焼過程でのエクセルギーの損失を低減するための燃焼法の確立,(2)エクセルギー率の低い水素を最終燃焼物質とするための水素の燃焼利用の技術とその基礎の確立,(3)CO_2フリーと高効率を目指す燃焼器の最適化の指針の確立を目的とする.研究成果は以下の通りである.
(1)エクセルギー再生・回収燃焼法と研究として,本年度は特に力学的エネルギーへの変換を指向するための等温膨張燃焼の基礎研究とそれを取り入れたガスタービン,レシプロ機関のサイクルとエクセルギー解析を行い,高性能サイクルの可能性を示唆した.また,燃料の酸化過程で,有用な化合物(C_2H_4)と電力を同時に得る燃料電池反応器構築のための電極調整の高性能化を行なった.(2)乱流予混合火炎の燃焼速度に水素の選択拡散が影響することを実験的に確認し,直接数値計等に基づき選択拡散により火炎面付近に当量比の局所的不均質が生じることを明らかにした.乱流拡散火炎における2次元温度・速度分布測定により,火炎片の伸長による温度低下などを示し,伸長を与えたモデル火炎の構造への曲率や選択拡散の影響を示した.(3)水素ガスタービンにおける燃焼技術を確立するための基礎研究として,水素-酸素-水蒸気および水素-酸素-不活性ガス混合気の燃焼速度を測定し,混合気濃度,種類,温度,圧力の依存性を調べ,解析からも予測できた.(4)水素のエンジン内燃焼の実験およびモデル解析を行い,水素エンジンの燃焼および排気特性の解明と実用性の検討を行う.予混合燃焼方式では超希薄予混合によるNOx低減,燃焼室,運転条件などの諸因子による機関性能への影響を実験的に明らかにし,CFDシミュレーション,NOx生成過程などの解析的解明をおこなった.
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[Publications] R.Echigo: "Energy Regenerating Combustion for Advanced Energy Conversion" Proc.3rd KSME-JSME Therm.Eng Conf.3. III 1-8 (1996)
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[Publications] J.G.Hoffmann: "Analytical Stndy on Flammable Limits of Reciprocating Superadiabatic Combustion in Porous Media" Transport Phenomena in Combustion. 2. 1430-1440 (1996)
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[Publications] J.G.Hoffmann: "Analytical Study on Flame Stabilization in Reciprocating Combustion in Porous Media with High Thermal Conductivity" Proc.26th Int.Sympo.on Combustion. (印刷中). (1997)
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[Publications] J.G.Hoffmann: "Experimental Study on Combustion in Porous Media with a Reciprocating Flow System" Combustion and Flame. (印刷中). (1997)
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[Publications] 塩路 昌宏: "高圧非定常ガス燃料噴流に関する研究" 第13回内燃機関シンポジウム講演論文集. 19-24 (1996)
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[Publications] 池上 詢: "火花点火機関の燃焼とNOx生成のCFDシミュレーション" 第13回内燃機関シンポジウム講演論文集. 565-570 (1996)
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[Publications] 塩路 昌宏: "火花点火水素機関の燃焼のCFDシミュレーション" 日本機械学会第72期定時総会講演会論文集. (発表予定). (1997)
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[Publications] 城戸 裕之: "水素混合気の乱流燃焼時における選択拡散の効果" 日本機械学会論文集(B編). 62・600. 3198-3204 (1996)
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[Publications] 小宮山 正治: "L-L-散乱による二次元温度・速度同時測定に基づく乱流拡散火炎内の火炎片特性に関する研究" 日本機械学会論文集(B編). 62・601. 3494-3501 (1996)
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[Publications] 宮藤 章: "レ-リ散乱による瞬時2次元画像計測 第2報:乱流拡散火炎の局所火炎片特性" 第34回燃焼シンポジウム講演論文集. 578-580 (1996)
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[Publications] M.Komiyama: "Flamelet Behavior in a Turbulent Diffusion Flame Mesured by Rayleigh Scattering" Proc.26th Int.Sympo on Combustion. (印刷中). (1996)
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[Publications] T.Takagi: "Studies on Strained Nonpremixed Flomes Affected by Flame Curvatune and Preterential Diffusion" Proc.26th Int.Sympo.on Combustion. (印刷中). (1996)
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[Publications] Kyaw Kyaw Moe: "固体電解質燃料電池型反応器における電極触媒の調整とメタンの酸化特性" 化学工学会 第62年会講演予稿集. (印刷中). (1997)
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[Publications] 田川 智彦: "CO_2フリー燃焼" 化学工学会 蓄熱・増熱・熱輸送技術特別研究会 研究推進委員会講演資料集. 279-283 (1997)
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[Publications] 濱 純: "超高温水素燃焼タービンの研究開発" エネルギー・資源. 18・1. 71-76 (1997)
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[Publications] 濱 純: "水素燃焼利用の動力変換技術開発現状と課題" 燃焼研究. 105. 29-37 (1996)
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[Publications] J.Hama: "A closed Gas Turbine System by using of Hydrogen-Oxygen Combustion" 11th Int.World Hydrogen Energy Conf.1909-1913 (1996)
