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リアルタイム内部可視化手法を用いた固体燃料の非定常熱分解メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K06128
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関秋田県立大学

研究代表者

大徳 忠史  秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (40452049)

研究分担者 大上 泰寛  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (00375122)
鶴田 俊  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (90197773)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードイメージング / 熱分解 / 熱物質移動 / 固体燃焼 / 熱工学 / バイオマス / 可視化 / X線ラジオグラフィ
研究成果の概要

物質中で起こる物理変化や化学反応を解析することを目的とした熱分析手法は古くから行なわれているものの,物質内部の構造を知ることはできない.特に内部が変化していく様子は不明である.特に X線CTによるイメージングは,スキャン中に対象が動いてしまうと正確な画像の再構成が行なえず,しかも高解像度で精度の高いCT計測は時間がかかる.本研究では高輝度な放射光光源を適用し,熱分解過程にある木材の三次元的な解析を実施し内部構造変化の追跡が行なえる可能性を示し,像の輝度値と重量変化の相関関係を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱分解時のバイオマス内部の構造変化を高い空間分解能で非定常計測し,重量の変化を同時に計測したことは,現状では精度に問題があるもののバイオマス内部における熱分解速度の定量的な評価を実施できる可能性を示唆した.本研究では,測定対象として木質系バイオマスを取り扱ったが,熱分解や気相燃焼・表面燃焼を含んだ機構は他の固体の多くにおいても共通して見られるものであり,本研究での手法やデータは木質系バイオマスのみならず可燃性固体一般へ適用できる可能性がある.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 熱分解により変形する木材内部の三次元的追跡2019

    • 著者名/発表者名
      村井晃大,大徳忠史,鶴田俊,大上泰寛
    • 学会等名
      第56回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超高速X線CTによる熱分解過程の固体内部の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      村井晃大,大徳忠史,鶴田俊
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 昇温条件と放射光X線を用いたイメージングによる固体の気化特性2018

    • 著者名/発表者名
      村井晃大,大徳忠史,鶴田俊,大上泰寛,平林玄太郎
    • 学会等名
      第56回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 放射光による超高速X線CTを適用した固体内部構造の変化の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      村井晃大,大徳忠史,鶴田俊,大上泰寛,平林玄太郎
    • 学会等名
      第56回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 薄い可燃性固体表面の流れ場2017

    • 著者名/発表者名
      大徳忠史, 鶴田俊,田中晴隆,高橋智浩
    • 学会等名
      第55回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Reaction Rate of Thermal Pyrolysis for Thermally -Thick Wood Biomass2017

    • 著者名/発表者名
      R. Sasaki, G. Hirabayashi, Y. Ogami, T. Daitoku, H. Nakamura
    • 学会等名
      Reaction Rate of Thermal Pyrolysis for Thermally -Thick Wood Biomass
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Internal Visualization of Wooden Biomass during Nonstationary Pyrolysis USING Ultrahigh-Speed X-Ray CT2017

    • 著者名/発表者名
      Tadafumi Daitoku
    • 学会等名
      28th International Symposium on Transport Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Horizontal flame spread along a thin paper-disk in a narrow space2017

    • 著者名/発表者名
      Tadafumi Daitoku, Tomohiro Takahashi, Takashi Tsuruda
    • 学会等名
      26th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 可燃性固体と床面の距離が燃え拡がり擾乱発生に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      高橋智浩, 大徳忠史, 鶴田俊
    • 学会等名
      第54回燃焼シンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of Inside of Wooden Biomass during Thermal Pyrolysis by Synchrotron X-ray2016

    • 著者名/発表者名
      R. Sasaki, T. Daitoku, Y. Ogami
    • 学会等名
      IFS Collaborative Research Forum (AFI-2016)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Behavior of the flame spread along a thin paper-disk in a narrow space2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Takahashi, Tadafumi Daitoku, Takashi Tsuruda
    • 学会等名
      36th International Symposium on Combustion
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 可燃性固体が燃え拡がる狭い空間内の流れ場の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      高橋智浩, 大徳忠史, 鶴田俊
    • 学会等名
      平成28年度日本火災学会研究発表会
    • 発表場所
      シティーホールプラザ アオーレ長岡
    • 年月日
      2016-05-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 研究者総覧

    • URL

      http://www.akita-pu.ac.jp/stic/souran/scholar/detail.php?id=280

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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