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平行噴流噴霧バーナー上に形成される希釈火炎のNOx排出量スケーリング則の導出

研究課題

研究課題/領域番号 18K03981
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分19020:熱工学関連
研究機関徳島大学

研究代表者

名田 譲  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (50383485)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード希釈燃焼 / 平行噴流バーナー / 窒素酸化物 / スケーリング則 / 総括反応機構 / 高温空気噴霧燃焼 / 火炎体積 / 液滴到達距離 / 完全攪拌反応器 / NOx生成速度 / スケーリング / 数値シミュレーション / 希釈火炎
研究成果の概要

本研究では,大型加熱炉に多く用いられる平行噴流バーナーの構造が窒素酸化物(NOx)排出量に与える影響を明らかにし,その予測モデルを提案することを目的としている.燃料には液体燃料である灯油およびデカンを用いた.予熱温度が高い場合,ノズル間隔を広げると希釈効果によりNOx排出量は低下する.一方で,予熱温度が低い場合では,希釈効果が弱いため液体燃料の蒸発促進効果が優位となり,NOx排出量は増加する.これらの挙動を予測可能な,火炎体積と最高温度を用いた予測モデルを構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた知見を用いることで,液体燃料と平行噴流バーナーを用いた燃焼炉の設計が容易となり,窒素酸化物などの大気汚染物質の削減に寄与できる.また,液体燃料として植物油を用いることで,本燃焼はカーボンニュートラルとなり,地球温暖化の原因となる二酸化炭素の排出量削減にも貢献できる.基本的に平行噴流バーナーは廃熱回収技術と組み合わせて使用されるため,植物油を用いる際のコスト削減も可能であり,その普及促進にも繋がる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020 2018

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] 高温空気噴霧燃焼における炉内燃料噴霧挙動とNOx排出特性の関係2021

    • 著者名/発表者名
      萩野 峻,北庄司 泰,名田 譲,木戸口 善行
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国支部第59期講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 液体燃料を用いた高温空気噴霧燃焼の数値計算2020

    • 著者名/発表者名
      磯田 亮介,名田 譲,木戸口 善行
    • 学会等名
      第58回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 灯油空気四段総括反応機構の改良による高温空気噴霧燃焼の数値計算の高精度化2020

    • 著者名/発表者名
      磯田 亮介,山崎 和志,本庄 博人,名田 譲,木戸口 善行
    • 学会等名
      第57回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 平行噴流バーナーを用いた高温空気噴霧燃焼の数値計算2018

    • 著者名/発表者名
      本庄 博人,日浦 悠,名田 譲,木戸口 善行
    • 学会等名
      第56回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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