| 研究分担者 |
粥川 尚之 北海道大学, 工, 助教授 (50001780)
原 武久 京都大学, 工, 助教授 (20026214)
渡辺 征夫 九州大学, 工, 教授 (80037902)
佐賀井 武 群馬大学, 工, 教授 (70008423)
大竹 一友 豊橋技術科学大学, エネルギー工学系, 教授 (80016427)
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| 研究概要 |
オープンサイクルMHD発電の実用化の際に重要となる電極を含む発電チャネルの長寿命化と安定な電力抽出を目的とし、プラズマの不安定性,燃焼ガスプラズマの特性,プラズマと電極壁および絶縁壁との相互作用、とくに集中アークによる電極損傷を防ぐ対策、ならびにアークの制御,電極,絶縁壁材料、などに関する研究を行い、以下の成果を得た。
1.アルゴンイオンレーザ励起連続発振色素レーザを用いたレーザ誘起蛍光法によるシード原子密度測定法を開発し、チャネル内プラズマの揺らぎのスペクトル解析を行い、その発生状況を明らかにした。
2.電極を覆う溶融・流動性スラグがある場合の放電現象、主流中放電路の不均一性を明らかにした。また、二段吹込式MHD発電用サイクロン燃焼器を開発し、高い燃焼効率と灰分離率,低いCO,NOx排出を得た。
3.金属表面のシード濃度測定を行い、定常分布は化学反応と流れに左右され、アーク発生後には陰極近傍に高シード濃度領域がある事を明らかにした。
4.電極近傍の境界層内において発生する集中アーク放電の計算機シミュレーションを行い、放電の諸特性を明らかにした。また、MHD発電機の電気的非一様性の外部回路による制御を検討した。
5.SFC方式MHD発電機の出力試験,アーク解析,三次元数値解析などを実用パラメータ条件で行い、オープンサイクルMHD発電機の大幅な性能改善の可能性を示した。また、ヘリウムを用いた非平衡MHD発電機の電離緩和現象と不純物の発電性能への影響について明らかにした。
6.高純度MgO焼結体とAlN焼結体をベースとした高勒性セラミックスを製作、機械的強度試験を行って、これ等が優れたMHD発電チャネル用絶縁壁材料となる事を示した。
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