| 研究課題/領域番号 |
21K14088
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
李 敏赫 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (80828426)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 冷炎 / 低温酸化反応 / PLIF / TDLAS / 壁面の化学的効果 / DME / HCHO / TOF-MS / WMS / 燃焼 / エネルギー / 低環境負荷 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，より高効率で低環境負荷の燃焼システムの実現に向け，冷炎の着火および消炎課程における壁面の化学的効果の解明を行う．壁温の昇降により冷炎の着火と消炎がコントロールできる実験系を構築し，冷炎中の主要な中間生成物の濃度変化を計測することで，その課程を同定する．異なる壁面上における冷炎の着火・消炎挙動を比較することで，壁面の化学的効果を明らかにするとともに，冷炎に適用可能な表面反応モデルの構築を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，壁面近傍の冷炎の燃焼特性に対する，燃料，壁面の化学的効果，圧力などの影響を系統的に調べた．MEMS技術を用いて調査対象の材料を壁表面に成膜することで壁面の活性を制御し，加熱壁面に燃料と酸化剤の混合気を衝突させることで，壁面安定化冷炎を形成した．冷炎中のHCHO分子の濃度変化を平面レーザ誘起蛍光法および半導体レーザ吸収分光法により計測するとともに，飛行時間型質量分析計を用いた多種化学種の同時分析を行った．その結果，金属の表面反応による低温酸化反応の抑制効果，燃料炭素鎖長の増加に伴う壁面の化学的効果の減少，燃料の種類によって異なる低温酸化反応に対する圧力の効果などを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は，これまで十分に解明されていなかった壁面近傍における冷炎の燃焼特性を明らかにした．燃料，圧力，壁面材料などが冷炎に及ぼす影響に対して，系統的かつ実用的データを提供するとともに，壁面安定化冷炎という新しい実験プラットフォームを通じて冷炎現象の理解を加速させている．本研究により得られた知見は冷炎の制御の可能性を示しており，次世代型燃焼機器の開発に寄与するものでもある．
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