固体粒子とエネルギーキャリアガスの混焼における熱・化学的相互作用の解明

• 研究課題/領域番号: 25K01165
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 橋本 望 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70392751)
• 研究分担者: 金野 佑亮 北海道大学, 工学研究院, 助教 (10907728) ; 武藤 昌也 名城大学, 理工学部, 准教授 (30466445)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2028年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2027年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2026年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2025年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
• キーワード: 固体燃焼 / 火炎伝播 / エネルギーキャリア / 混相流 / 数値シミュレーション

研究開始時の研究の概要

CO2排出量の大幅な削減を目的として，固体燃料を取り扱う産業機器へのエネルギーキャリアガス導入が検討されているが，エネルギーキャリアガスの導入に伴う火炎伝播特性の変化に対するメカニズムは未だ未解明である．本研究では，独自に開発した乱流場における固体燃料粒子の火炎伝播を観察できる実験装置に拡大撮影光学系を導入して実験を行い，固体粒子とガス燃料の熱・化学的相互作用メカニズムを検証するとともに，現象を再現できる直接数値シミュレーション（DNS）を実施する．DNSによって得られる詳細なデータを活用し，数値シミュレーション用の定量的な火炎伝播速度の予測が可能な固体粒子とガス燃料の混焼モデルを構築する．