2012 Fiscal Year Annual Research Report
小型蒸気発生器における燃焼／水管内沸騰流の動的連成とシステムの安定化
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22360092
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
小澤 守 関西大学, 社会安全学部, 教授 (60112009)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 亮介 関西大学, システム理工学部, 准教授 (50268314)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 過熱蒸気発生器 / 管状火炎 / 沸騰二相流 / 安定性 / 連成問題 |
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| Research Abstract |
本研究は，特別の保炎機構を持たない管状火炎燃焼器を用いた，新方式の低NOx／CO超小型蒸気発生器の開発を通して，燃焼による発熱と水管による抜熱・蒸気発生・管内沸騰流の動的練成（相互干渉）機構について理論的実験的に解明し，状態予測のための動的モデルの構築，さらに蒸気発生器全体のシステム安定化最適化を図る．
平成24年度の研究では，蒸気発生器全体の熱バランスを保ちつ高温の過熱蒸気温度を達成するため，過熱部に伝熱面積を確保できるじゃばら管を用いることとした．その結果，燃焼炉壁の蒸発面を阻害することなく，過熱部の伝熱面積を確保することができ，280℃の過熱蒸気温度を達成した．なおじゃばら管を用いることにより，旋回流を伴う燃焼ガスの流れが阻害される恐れがあったが，実験の結果，今回用いる外径10.5mmのじゃばら管では問題がないことが確認された．また，じゃばら管を用いた伝熱特性を明らかにした．平成23年度の結果である炉筒面での伝熱特性，管状火炎の燃焼特性の結果とあわせ，蒸気発生器全体の熱バランス解析モデルが完成し，蒸気発生器の基本設計指針が確立した．
水側の沸騰二相流については，本年度はガス側・水側連成シミュレーションモデルを構築を目指した．平成23年度までに開発した離散気泡モデルにガス側のモデルを組み込み，ガス側/水側の連成問題解決のための数値シミュレーション構築した．それにより，動的干渉現象の理解ができ，さらには並列管構成では水側において不安定流動が発生し，管の冷却に支障をきたすことが判明した．これらを踏まえて，安定化・最適化のためのガス側・水側連成シミュレーションモデルを作り上げた．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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