噴霧燃焼時の環境汚染物質低減を目指した超高圧パルス噴霧特性の解明

• 研究課題/領域番号: 22360318
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化工物性・移動操作・単位操作
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 青木 秀之 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40241533)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: 化学工学 / 環境技術 / 省エネルギー / 微粒化 / 高圧噴霧 / パルス噴霧

研究概要

超高圧パルス噴霧の噴霧特性について実験と数値解析を実施し、その特性を解明した。ハイスピードビデオカメラを利用して噴霧の貫通力と分散特性を画像処理手法により定量化した。数値解析については、乱流モデルとしてk-ε2方程式モデルとLESを用いた非定常噴霧流解析手法を確立し、その比較によりLESの有用性を示した。また最新の液滴分裂モデルにより、微粒化特性を良好に推算可能であることを示した。さらに噴霧燃焼実験により特定の噴霧条件で低NOx燃焼を実現できることを確認した。

研究成果

• [学会発表] 高圧パルス噴霧燃焼器における噴射初期の燃焼特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐川龍一,横井智記,児島芳徳,齋藤泰洋,青木秀之,庄子正和
  • 学会等名: 宮城化学工学懇話会第12回先端研究発表会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-07
• [学会発表] 噴射圧力が超高圧パルス噴霧の燃焼特性に及ぼす影響に関する実験的検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横井智記,佐川龍一,齋藤泰洋,青木秀之,庄子正和
  • 学会等名: 第15回化学工学会学生発表会(米沢大会)
  • 発表場所: 米沢
  • 年月日: 2013-03-02
• [学会発表] 噴射圧力が高圧パルス噴霧の燃焼開始時における温度応答に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐川龍一,横井智記,児島芳徳,齋藤泰洋,青木秀之,庄子正和
  • 学会等名: 化学工学会第78年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 噴射圧力が高圧パルス噴霧の燃焼開始時における温度応答に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐川龍一
  • 学会等名: 化学工学会第78年会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 大気圧下における高圧パルス噴霧流の分散特性に関する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐川龍一,児島芳徳,齋藤泰洋,青木秀之
  • 学会等名: 第10回宮城化学工学懇話会先端研究発表会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] Effect of Injection Interval on Flow Characteristics of High Pressure Pulse Sprays (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Sagawa, Yokoi Satoki, Yoshinori Kojima, Yasuhiro Saito and Hideyuki Aoki
  • 学会等名: 9th International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Sendai, Japan
• [学会発表] Comparison of Breakup Models for Large Space in High Pressure Pulse Sprays (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Sagawa, Y. Kojima, Y. Saito and H.Aoki
  • 学会等名: the 9th international conference on heat transfer
  • 発表場所: fluid mechanics and thermodynamics, Malta
• [学会発表] 噴射圧力が高圧パルス噴霧流の流動特性に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐川龍一,児島芳徳,齋藤泰洋,青木秀之
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Comparison of Breakup Models for Large Space in High Pressure Pulse Sprays (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐川龍一
  • 学会等名: the 9th international conference on heat transfer
  • 発表場所: InterContinental Malta, Malta
• [学会発表] Effect of Injection Interval on Flow Characteristics of High Pressure Pulse Sprays (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐川龍一
  • 学会等名: 9th International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Effect of Oscillation Frequency on High Pressure Pulse Spray (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐川龍一, 他5名
  • 学会等名: 8th International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] 密度補正による閉空間内自然対流の数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 児島芳徳,佐川龍一,齋藤泰洋,松下洋介,青木秀之,三浦隆利
  • 学会等名: 第9回宮城化学工学懇話会先端研究発表会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] 高圧パルス噴霧の輝度値による濃淡の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐川龍一,児島芳徳,金井鉄也,齋藤泰洋,庄子正和,青木秀之,三浦隆利
  • 学会等名: 第11回日本伝熱学会学生発表会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-05-06
• [学会発表] 噴射圧力が超高圧パルス噴霧の噴霧特性に及ぼす影響に関する実験的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐川龍一,鎌田美志,児島芳徳,庄子正和,青木秀之,三浦隆利
  • 学会等名: 第13回化学工学会学生発表会(秋田大会)
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] Effect of Oscillation Frequency on High Pressure Pulse Spray (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Sagawa, Yoshinori Kojima, Yasuhiro Saito, Masakazu Shoji, Hideyuki Aoki and Takatoshi Miura
  • 学会等名: 8th International Conference on FlowDynamics, Sendai, Japan
• [学会発表] 閉空間自然対流を対象としたSMACおよび非定常SIMPLEにおける密度補正に関する検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 児島芳徳,佐川龍一,齋藤泰洋,松下洋介,青木秀之,三浦隆利
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] ハイスピードカメラによる超高圧パルス噴霧における非定常流動の観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 児島芳徳,鎌田美志,齋藤泰洋,新山智史,佐川龍一,庄子正和,松下洋介,青木秀之,三浦隆利
  • 学会等名: 第48回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 噴射圧力が超高圧パルス噴霧の燃焼特性に及ぼす影響に関する実験的検討
  • 著者名/発表者名: 横井智記
  • 学会等名: 第15回化学工学会学生発表会(米沢大会)
  • 発表場所: 米沢
• [学会発表] 高圧パルス噴霧燃焼器における噴射初期の燃焼特性
  • 著者名/発表者名: 佐川龍一
  • 学会等名: 宮城化学工学懇話会第12回先端研究発表会
  • 発表場所: 仙台
• [備考]
  • URL: http://www.che.tohoku.ac.jp/~tranpo/index-j.html
• [備考] [1]特別賞,第12回宮城化学工学懇話会先端研究発表会,3月7日(2013) 受賞歴
• [備考] [2]優秀賞,第15回化学工学会学生発表会,3月2日(2013) 受賞歴
• [備考] [3] OUTSTANDING PAPER AWARD, 9th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, July 18 (2012) 受賞歴
• [備考] [4]最優秀発表賞,第10回宮城化学工学懇話会先端研究発表会,3月8日(2012) 受賞歴
• [備考]
  • URL: http://www.che.tohoku.ac.jp/~tranpo/conference-j.html
• [備考]
  • URL: http://www.che.tohoku.ac.jp/~tranpo/conference-j.html