| 研究課題/領域番号 |
09650231
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
奥山 邦人 横浜国立大学, 大学院工学研究科, 助教授 (60204153)
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| 研究分担者 |
飯田 嘉宏 横浜国立大学, 工学部, 教授 (90005299)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| キーワード | Fin / Catalysc / Endothermic Reaction / Fin Efficiency / Analysis / Methanol Decomposition / Washcoat |
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| 研究概要 |
熱エネルギーを輸送、貯蔵等に適した化学物質に変換するための触媒反応器では、高伝熱性能を有する管壁型反応器の触媒装荷量改善のため表面を触媒化したフィンが使用される。本研究では、表面に触媒を担持したフィンにおける伝熱及び反応特性について、理論解析を行うとともに、メタノールの分解反応を伴う場合の実験を行い、その基本特性や最適化のための指針を得ることを目的とした研究を行った。結果は以下の通りである。
1. 表面の触媒により吸熱反応を生じるフィンのシミュレーションモデルを作成し、5つの無次元パラメータが現象を支配することを示すとともに、これらパラメータの実用範囲の値に対して数値計算を行い、フィン温度及び反応速度分布、伝熱のフィン効率、反応のフィン効率、反応への熱利用率などへのパラメータの影響を詳細に検討し、諸特性を明らかにした。
2. ウオッシュコート法により表面に白金触媒を担持したフィン上でメタノールの分解反応が生じる場合について実験を行い、フィン温度分布および反応速度の測定結果が上述のシミュレーション結果と一致すること、また市販の触媒と同程度の活性を有する場合であっても、フィンに沿う温度降下により局所の反応速度は著しく減少するものの、フィンを使用することがなお有効であることを示した。
3. 一般に、反応速度が小さくフィンへの物質移動や反応による吸熱の効果が無視できる場合には、反応に関するフィン効率は、無次元パラメータの値の実用上想定される範囲の全域にわたり、上述の無次元数からなる一個の無次元量によって主に支配されていることを示すとともに、その一個の無次元量により表される近似式とその予測誤差を明らかにした。
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