| 研究課題/領域番号 |
19H02078
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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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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
下栗 大右 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (40432687)
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| 研究分担者 |
三好 明 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (60229903)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
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| キーワード | 燃焼 / 次世代バイオ燃料 / 着火遅れ / 燃焼速度 / 素反応 / 化学的着火遅れ / 燃焼排出物 / 飽和炭化水素 / 異性体 / 衝撃波管 / 一次元数値計算 / 炭化水素燃料 / 構造異性体 / 反応機構 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，インフラを改変することなく化石燃料と置き換えることのできるバイオ燃料の開発が進められており，結果得られる燃料が飽和炭化水素のみで構成され，さらには，高分岐構造物が５０％を超えて含まれることが予見されている．
そのような高分岐飽和炭化水素の燃焼特性は未解明であるため，本研究ではその燃焼特性を明らかにする．実験的には低ノイズ衝撃波管を作成し，過去に例のない高精度な着火遅れデータを取得する．同時に，高速計算アルゴリズムを組み込んだ詳細一次元数値計算も行う．
最終的には，次世代バイオ燃料の燃焼特性を明らかにし，サロゲート燃料の提案や，既存燃焼器に適した組成の提案を行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究で高耐圧反応容積制御型衝撃波管が構築された．これにより燃焼器において重要なパラメタである着火遅れ期間を高精度に計測可能であることが確認された．
該衝撃波管で次世代バイオ燃料を構成する飽和炭化水の着火遅れを計測し，高分岐異性体では低温側の着火遅れが長期化することが判明した．また，既存バイオ燃料として知られるエタノールを混合すると，高温側の着火遅れが短縮化されることも明らかとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で構築された衝撃波管は，燃焼分野において初めて10atm以上で反応容積制限法（CRV法）を導入したもので，着火遅れの計測精度を大幅に向上させるものである．本装置の構築によって，今後燃焼数値計算の精度向上が期待される．
計測された着火遅れから，次世代バイオ燃料の着火特性が明らかとなった．また，エタノールとの混合の影響も明らかとなった．これらの結果は，次世代バイオ燃料や既存バイオ燃料であるエタノールの利用指針となるものである．
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