| 研究課題/領域番号 |
17K06185
|
|---|
| 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 | 茨城大学 |
|---|
研究代表者 |
金野 満 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (90205576)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
|
|---|
| キーワード | e-fuel / ジメチルエーテル / 内燃機関 / 合成燃料 / 改質 / キャビテーション / 新燃料 / 流動特性 / 再生可能エネルギー / 可視化 / 水素 / 排熱回収 / 流量特性 / 排気温度 / 空気過剰率 / 熱工学 / 新エネルギー / 燃料 / 熱機関 / 大気汚染防止・浄化 |
|---|
| 研究成果の概要 |
詳細素反応モデルを用いた反応解析により、DMEの改質ではより多くの水素をガソリンの場合より低温度で生成すること、および改質反応は空気過剰率に敏感なことを明らかにした。実用化を目指して改質システムを構築する上で、DME／排気の混合精度の確保が重要なことが示されたため、高精度化に必要なDMEインジェクタ流路内挙動の把握に取り組み、石油系燃料に比べて低い差圧でチョーク現象を起こすことを明らかにした。さらに流路の高速度拡大観察と数値流体解析を実施し、チョーク現象が、キャビテーションによる実効流路面積の減少、および発生した気泡による音速の低下の二つ要因により生じることを明らかにした。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
DMEはCO2と再生可能エネルギーから製造可能なカーボンニュートラルに貢献する合成燃料である。本研究では、煤を排出しない性質、改質平衡温度の低さといった特色を活かし、排気熱によるDMEの改質反応を用いた内燃機関の高効率・クリーン化に取り組んだ。DMEの改質特性を明らかにするとともに、実用化の観点から、改質システムのDME／排気混合濃度の高精度化に必要なDMEインジェクタ流路内挙動を数値解析と可視化によって詳細に調べ、石油系燃料に比べて低い差圧でチョーク現象を起こすことを見出し、またその要因を明らかにした。これらの成果を通じてモビリティの脱石油化に向けてバッテリー以外の新たな可能性を示した。
|
