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レーザ分光計測による燃焼起源ナノ粒子の前駆物質同定法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18560190
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関群馬大学

研究代表者

天谷 賢児  群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20221731)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,710千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 210千円)
2007年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2006年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワード燃焼 / 火炎 / レーザー計測 / 多環芳香族炭化水素 / 分光分析 / すす粒子
研究概要

本研究では,レーザー誘起蛍光法を用いて定常な拡散火炎内に形成されるPAHs分子の化学種を同定しようとするものである.研究の初年度では(1)PAHs蒸気の励起・蛍光・時間分解スペクトルの測定,(2)ラマン散乱分光法を用いた火炎内の直鎖系燃料蒸気の分布測定法の開発,(3)火炎内PAHs形成に与える燃料種の影響をそれぞれ研究目的とした.その結果次の結論を得た.(1)のPAHs上記の励起・蛍光スペクトルについては励起波長を248nmならびに290nm,さらに,193nmについてデータを取得した.時間分解スペクトルについては,PAHsとすす粒子からの赤熱発光の精密な時間分解スペクトルを得ることができた,しかしながら,(2)のラマン散乱による直鎖系燃料上記の分布測定法については,すす粒子からの赤熱発光の強度が強いことから,ラマン光の抽出が難しいことがわかった.(3)の燃料種の影響については,ガス燃料のプロパンガス,直鎖系液体燃料の代表であるヘキサン,芳香族燃料のベンゼン,さらに,軽油とその軽油に潤滑油を混入した場合の燃料について,PAHs分布や,分光分析によるPAHs炭素数の火炎内での変化を明らかにすることができた.研究の2年度目では,主に355nmの発振波長を有するNd: YAGレーザーの第3高調波を用いてPHAsを励起し,そこから発生する蛍光の様子やスペクトルの形状を求めることを試みた.しかしながら,火炎内において複数のPAHsが共存する場で多様なPAHsスペクトルの特長が類似していたために,PAHs分子のおおよその炭素数を推定することができたのにとどまり,明確な同定を行うことはできなかった.ただし,レーザー計測による同定が十分にできなかった代わりにガスサンプリング法を導入し,火炎内の局所PAHsの濃度を求め,レーザー計測の結果と比較することで火炎内におけるPAHsからすす粒子への変化の様子を明らかにすることができ,火炎樺造を解明するという目的に対しては一定の成果が得られた.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 軽油の層流拡散火炎内におけるPAHs分布とすすへの遷移2008

    • 著者名/発表者名
      小林佳弘, 天谷賢児, 古畑朋彦, 新井雅隆
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 72

      ページ: 475-481

    • NAID

      110006646576

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 直鎖系燃料の層流拡散火炎内におけるPAH生成挙動2008

    • 著者名/発表者名
      小林佳弘, 天谷賢児, 古畑朋彦, 新井雅隆
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 74

      ページ: 1169-1175

    • NAID

      110006685230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PAHs distribution and transition to soot in laminar diffusion flame of diesel fuel (in Japanese)2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro KOBAYASHI, Kenji AMAGAI, Tomohiko FURUHATA and Masataka ARAI
    • 雑誌名

      Trans. of The Japan Society of Mechanical Engineers, Ser. B Vol. 72

      ページ: 475-481

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PAHs formation behavior in laminar diffusion flames of paraffin fuels (in Japanese)2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro KOBAYASHI, Kenji AMAGAI, Tomohiko FURUHATA and Masataka ARAI
    • 雑誌名

      Trans. of The Japan Society of Mechanical Engineers, Ser. B Vol. 74

      ページ: 1169-1175

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 軽油の層流拡散火炎内におけるPAHs分布とすすへの遷移2008

    • 著者名/発表者名
      小林 佳弘, 天谷 賢児, ほか
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 74-738

      ページ: 475-481

    • NAID

      110006646576

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soot Precursor Measurements in Benzene and Hexane Diffusion Flames

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, T. Furuhata, K. Amagai and M. Arai
    • 雑誌名

      Combustion and Flame (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soot Precursor Measurements in Benzene and Hexane Diffusion Flames (in Printing

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro KOBAYASHI, Tomohiko FURUHATA, Kenji AMAGAI and Masataka ARAI
    • 雑誌名

      Combustion and Flame

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Behavior of PAHs and PM in a Diffusion Flame of Diesel Fuel2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, Amagai, K, Furuhata, T, Arai, M
    • 学会等名
      7th International Conference on Modeling and Diagnostics for Advanced Engine Systems
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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