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マルチトーチプラズマアークは、超高温・高輝度という特徴を持ち、年々増加する医療廃棄物の高効率処理への応用が期待されている。本研究では、このマルチトーチプラズマアークの電極ノズル角度を変化させることにより、超高温・高輝度領域拡大を図り、その最適化角度を検討することを目的とし研究を行っている。
本研究の2年目である今年度は、下記の3点に関し研究を行った。
(1)昨年度に設計・製作した高周波電源を用いず20kW級マルチトーチプラズマを直接発弧発生することが可能な電極ノズルと電極角度を可変可能なチャンバーに付属する観察窓、ゲージヘッダ、シールフランジ、フローセンサを設けることで、プラズマの安定性を高め、診断をしやすくした。
(2)電極ノズルの設計のために必要な基礎データを得るために、高温気体の熱力学輸送特性や波長別放射特性などを計算すると共に、180度対向ツイントーチプラズマアークの温度・放射分布に関しモデリングを行い、実験とモデリングとの比較を行った。結果として、実験に非常に近いモデリング結果を得た。また、プラズマアークの受熱や紫外線の効果について知見を得た。
(3)プラズマアークの姿態解析を画像処理により行う手法をさらに改良し、電圧とローレンツ力の検討を行った。ローレンツ力によりアーク姿態が変形し、その変形具合が電圧に影響することについての知見を得た
これら成果は、雑誌論文として、4件(査読付論文誌に1件、解説レビュー記事に3件)掲載された。また、その他2件投稿中であったが、今年度の採録決定は行われなかった。なお、国内・国際会議にて約20件の発表・討論を行った。
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