| 研究課題/領域番号 |
16360104
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
長谷川 達也 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (40164818)
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| 研究分担者 |
北川 邦行 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (00093021)
小林 敬幸 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 助教授 (90242883)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| キーワード | 水熱酸化 / エタノール / 過酸化水素 / 湿式燃焼 / 臨界点 / 状態方程式 |
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| 研究概要 |
エタノールと過酸化水素水溶液をチューブ製燃焼器で湿式燃焼させる連続式湿式燃焼装置を製作した。亜臨界/超臨界条件下における燃焼領域での温度測定を行った結果、予熱温度200℃以上で安定な燃焼が起きること、予熱温度が高くなるほど反応管下流部から上流部に温度ピークが移動すること、酸化剤濃度を増やすと温度上昇が大きくなり、当量比1.4では120度以上の温度上昇が得られることが分かった。また生成ガス成分分析により、酸化剤濃度が少ない場合は、部分酸化による水素、メタン、一酸化炭素の発生が見られるが、酸化剤濃度を増やすと、これらの成分の濃度が減少し、逆に酸化反応による二酸化炭素の増加が示された。さらに燃焼装置4カ所から成分抽出が行えるように改造を行い、異なる温度条件におけるエタノールの濃度の変化を調べて、亜臨界条件下での酸化反応速度を求めた。
次に亜臨界/超臨界の状態変化を表現できるLee-Keslerモデルを用いて、粘性および熱・物質輸送、化学反応を考慮した湿式予混合燃焼の一次元数値計算を行った。化学反応については実験から得られた一段反応モデルを用いた。計算の結果、燃焼によって亜臨界から超臨界へ遷移する場合、比熱の急激な増加によって温度上昇が抑えられること、予熱温度が大きいほど反応速度が大きくなり、温度ピークが上流へ移動すること、酸化剤濃度が大きいほど温度上昇が大きくなることが示された。
以上の成果については、燃焼シンポジウムなどの国内学会、エコトピア科学に関する国際会議2005など国際会議において口頭発表され、また平成18年8月に開催される第31回国際燃焼シンポジウムにおいて講演(Proceedings of the Combustion Institute, vol.31に掲載予定)が採択されている。
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