1998 Fiscal Year Annual Research Report
高周波電磁界によるディスク形MHD発電機入口プラズマの制御
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10650271
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
奥野 喜裕 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10194507)
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| Keywords | MHD発電 / ディスク形発電機 / 非平衡プラズマ / 高周波プラズマ / 予備電離 |
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| Research Abstract |
高効率を維持しつつ様々な運転条件に柔軟に対応できる高性能非平衡ディスク形MHD発電機を実現するためには,発電機入口プラズマ状態をそれぞれの運転条件に対して最適なものに制御する技術の開発が必要不可欠である。このような背景のもと,本研究では,非平衡ディスク形MHD発電機入口におけるプラズマ制御そのものに的を絞り,その制御に誘導結合型の高周波電磁界を利用することの有用性ならびにその制御性を実験的に明らかにすることを目的としている。
今年度(初年度)は,衝撃波管装置にディスク形流路を組み込んだ実験装置を用い,自己誘導起電力により生成されるプラズマの形態とそれに伴うMHD相互作用との関係を詳細に調べるとともに,一方で,石英製放電管内にディスク形発電機内での気体条件を再現し,そこに誘導結合型高周波電磁界を印加しプラズマの生成を試みた。前者の実験では,自己誘導起電力により均一で安定なプラズマを生成するためには,多くの流体エネルギーを消費するおそれがあることが判明し,外部電力によるプラズマ生成の必要性を確認した。後者の実験では,高周波電磁界の印加により,MHD発電機内の作動条件においても均一なプラズマが生成される得ることが確認できた。一方で,数値シミュレーションにより,作動気体中に水分等の不純物が混入することで劣化する発電性能は,高周波電磁界の印加により改善されることを明らかにし,本研究の重要性を指摘した。
このような研究実績をもとに,次年度(最終年度)は,衝撃波管駆動ディスク形流路内に誘導結合型高周波電磁界を印加し,本研究の最終目的である発電流路入口におけるプラズマの生成を試み,その制御に誘導結合型の高周波電磁界を利用することの有用性ならびにその制御性を実験的に明らかにする予定であり,また遂行可能であると考える。
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