2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on soot formation map and its extension method in oxy-fuel combustion system
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15K13878
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
藤田 修 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10183930)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 燃焼 / Oxy-fuel燃焼 / すす / CO2 / 加熱炉 / 高温空気 / 輻射 / 微小重力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Oxy-fuel燃焼は、CO2削減の抜本的技術となり得るものである一方で、この手法を加熱炉へ導入しようとすると、火炎におけるすす生成が極めて少なくなり熱放射強度の不足が問題となる。そこで、本研究ではOxy-fuel燃焼で想定される雰囲気条件（CO2,高温度）におけるすす生成条件を明らかにするとともに、その機構を基礎的立場から明らかにしようとしている。本年度は2年目であり、昨年度制作した装置を用いて、以下の2つの実験的研究を行った。
（１）気体燃料のすす生成条件の検討 前年度に制作した装置でO2/CO2雰囲気において温度条件および酸素濃度条件を変えた際のエチレン噴流拡散火炎のすす生成特性の観察を行った。また、これらの実験は通常重力場での実験に加えて落下塔を用いた微小重力実験も実施した。この結果、周囲雰囲気温度の増加はすすの生成を増大させるもののCO2希釈を行うとN2希釈の場合に比べすす生成が大きく減少することがわかった。しかし、微小重力環境においてはCO2希釈の場合でもすす生成量が増加し、火炎基部からの空気流入を制御することですす生成を実現できることが示された。
（２）液体燃料火炎のすす生成特性の検討 前年制作した装置を用いて、液体燃料に対するすす生成特性観察実験を実施した。これにより、すす生成に対して、火炎長さ（燃料供給量）と燃料組成に対する生成条件マッピングを行った。とくに、燃料組成はすす生成を制御するうえで支配的影響持つことが示された。この部分に対する成果は、燃料系の代表的学術雑誌（FUEL)に掲載されるに至っている。
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