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固体燃焼場における粒子状物質(PM)生成・酸化プロセスのモデリング

研究課題

研究課題/領域番号 15K17992
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 熱工学
研究機関北海道大学

研究代表者

橋本 望  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70392751)

連携研究者 渡邊 裕章  九州大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60371598)
黒瀬 良一  京都大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70371622)
藤田 修  北海道大学, 大学院工学研究院, 教授 (10183930)
研究協力者 髙橋 弥楊  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード微粉炭燃焼 / 数値シミュレーション / 揮発分 / 熱分解 / すす / 非定常解析 / 固体粒子
研究成果の概要

固体燃焼場の非定常シミュレーションを対象として,粒子から揮発分が放出され,揮発分からPM(すす)が生成される現象を再現できる高精度なモデルを開発した.タールを含む13の化学種を揮発分として仮定し,粒子の昇温速度に応じて揮発分の放出量および放出速度が変化する現象を再現できるモデルとした.開発したモデルを数値解析コードへ組込み,4 kWの微粉炭燃焼場を対象としたラージ・エディ・シミュレーションを実施した.数値シミュレーションにより予測されたすす粒子濃度分布の傾向は,光学計測により取得したすす粒子の濃度分布の傾向と非常に良く一致し,開発したモデルの計算精度が高いことが検証された.

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] Prediction of soot formation in 4 kW coal jet flame by large eddy simulation employing the TDP model2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Takahashi, Nozomu Hashimoto, Hiroaki Watanabe, Ryoichi Kurose, Osamu Fujita
    • 学会等名
      The Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference, Okinawa Convention Center
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)
    • 年月日
      2017-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Soot formation prediction of the combustion field of 4 kW pulverized coal jet burner by the large eddy simulation with the tabulated-devolatilization-process (TDP) model2017

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Hashimoto, Hiroyasu Takahashi, Hiroaki Watanabe, Ryoichi Kurose, Osamu Fujita
    • 学会等名
      Sixteenth International Conference on Numerical Combustion
    • 発表場所
      Orland, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LARGE EDDY SIMULATION OF PULVERIZED COAL JET FLAME EMPLOYING TABULATED-DEVOLATILIZATION-PROCESS (TDP) MODEL2016

    • 著者名/発表者名
      N. Hashimoto, H. Takahashi, H. Watanabe, R. Kurose, O. Fujita
    • 学会等名
      Impacts of Fuel Quality on Power Production 2016
    • 発表場所
      IMG Conference Centre (Czech Republic)
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小型微粉炭ジェットバーナ燃焼場を対象とした非定常解析へのTDPモデルの適用2016

    • 著者名/発表者名
      髙橋弥楊,橋本望,渡邊裕章,黒瀬良一,藤田修
    • 学会等名
      日本エネルギー学会第25回大会
    • 発表場所
      工学院大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-08-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 非定常微粉炭燃焼数値解析における揮発分放出モデルの高度化2016

    • 著者名/発表者名
      髙橋弥楊,橋本望,渡邊裕章,黒瀬良一,藤田修
    • 学会等名
      機械学会北海道支部第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      函館工業高等専門学校(函館市)
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型微粉炭ジェットバーナ燃焼場を対象とした非定常解析へのTDPモデルの適用2016

    • 著者名/発表者名
      髙橋弥楊, 橋本望, 渡邊裕章, 黒瀬良一, 藤田修
    • 学会等名
      日本エネルギー学会第25回大会
    • 発表場所
      工学院大学(東京)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Large eddy simulation of pulverized coal jet flame employing tabulated-devolatilization-process (TDP) model2016

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Hashimoto, Hiroyasu Takahashi, Hiroaki Watanabe, Ryoichi Kurose, Osamu Fujita
    • 学会等名
      Impacts of Fuel Quality on Power Production, The 26th International Conference
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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