| 研究課題/領域番号 |
21560289
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
石川 本雄 筑波大学, システム情報系, 教授 (90109067)
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| 研究分担者 |
藤野 貴康 筑波大学, システム情報系, 准教授 (80375427)
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| キーワード | MHD発電 / 分散電源 / 大規模電源 / 二酸化炭素回収 / 3次元解析 / システム解析 / 電磁場・流体場相互作用 / 渦電流 |
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| 研究概要 |
地球環境問題を解決する一つの手段としての分散電源を支える高効率大規模集中電源としての二酸化炭素回収方式高性能MHD発電機を実現するために、二酸化炭素回収をめざしたMHD発電機内衝撃波、電流集中アーク現象・電極間短絡現象などの解明、および電磁界と流体との相互作用による2次流れの解明がかなり進んだ。このことにより、高性能MHD発電機設計の可能性を示すことができたことは重要な成果である。
また、二酸化炭素を液化回収し、MHD発電機出口での温度はなおかなり高いため、その高温エネルギーを利用して、石炭をガス化するシステムの改良を提案し、酸素製造電力、二酸化炭素の液化電力を考慮しても、発電所効率55%(高位発熱量基準)の可能性を示すことができた。石炭をエネルギー源とする発電システムで二酸化炭素を液化回収してもこのように高い発電効率を持つことは他の技術では非常に困難であり、重要な成果である。
さらに、10mを越える大規模高性能MHD発電機の設計し、その動作特性を3次元解析により実行し、弱電離プラズマの振る舞いを解明し、3次元解析結果を1次元設計コードの改良に利用することができた。
申請者等が開発した3次元コードは、大規模パルスMHD発電機(出力510MWを記録)の衝撃波、境界層相互作用を世界で初めて再現しており、多数の分割電極を持つ商用MHD発電機の本格的な3次元解析にも着手することができた。
また、多数の電極を持つファラデー形MHD発電機に関して、ただ一つの電極近傍の3次元解析を実行し、陽極、陰極における電流集中の様子(アークスポットの振る舞い)、臨界電界以上で運転すると隣接電極間短絡現象が発生することを世界で初めて示した。
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