| 研究課題/領域番号 |
17H03179
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小林 秀昭 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30170343)
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| 研究分担者 |
早川 晃弘 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (90709156)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
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| キーワード | 高圧燃焼 / 乱流燃焼 / バイオ燃料 / 異性体燃料 / レーザー誘起蛍光法 |
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| 研究成果の概要 |
高温高圧下におけるC3,C4アルコール系燃料の異性体がその燃焼特性に及ぼす影響を明らかにした．はじめに，熱発生経路解析により発熱に支配的な中間化学種が異性体によらずCH2Oであることを明らかにした．またOH-PLIFにより乱流火炎の火炎面密度はn-プロパノールの方がiso-プロパノールより小さいことを見出した．さらに，高温高圧下のCH2O-PLIFにより，負の曲率領域でn-プロパノールの方がCH2O半値幅が大きいことがわかった．中間化学種半値幅の増大は固有不安定性を抑制することから，理論的に予測されていた中間化学種の拡散効果が固有不安定性に及ぼす影響が実験的に証明された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
異性体燃料は熱物性値が概ね等しいが化学反応機構が異なるため乱流火炎に影響を及ぼす固有不安定性が変化する．特に大きなエンタルピーを有する中間化学種の拡散が重要な役割を果たすことが理論的に予測されており，反応機構の中でその中間化学種が何かを明らかにすることが重要である．本研究は数値解析によりその中間化学種としてCH2Oを特定し，レーザー分光計測によって乱流火炎中のCH2O分布計測から拡散に起因すると推定されるCH2O分布の広がりを明らかにした．本研究は，バイオ燃料の燃焼特性解明のみならず，燃焼化学反応と乱流中の中間化学種拡散の相互作用を明らかにする可能性を示した学術的意義を有する．
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