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J-GLOBAL ID：201802222537558732   整理番号：18A0131045

燃料としての燃焼天然ガス,メタン,水素富化天然ガスと水素中の工業用低旋回バーナの性能とエミッション特性に関する研究【Powered by NICT】

Investigations on performance and emission characteristics of an industrial low swirl burner while burning natural gas, methane, hydrogen-enriched natural gas and hydrogen as fuels

著者 (2件)： Cellek Mehmet Salih (Heat and Thermodynamics Division, Department of Mechanical Engineering, Mechanical Engineering Faculty, Yildiz Technical University, Yildiz, Besiktas, Istanbul 34349, Turkey) ,  Pinarbasi Ali (Heat and Thermodynamics Division, Department of Mechanical Engineering, Mechanical Engineering Faculty, Yildiz Technical University, Yildiz, Besiktas, Istanbul 34349, Turkey)
資料名： International Journal of Hydrogen Energy  (International Journal of Hydrogen Energy)
巻： 43  号： 2  ページ： 1194-1207  発行年： 2018年 
JST資料番号： B0192B  ISSN： 0360-3199  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 多くの詳細な化学反応機構,骨格機構と簡略機構は,天然ガスをモデル化するための文献で入手可能であるが,それらは計算コストが高く,特に強いメッシュを用いた三次元複雑形状のための高出力計算を必要とした。例えば,DRM19縮小機構はNOとNO_2種を含まないが,19の化学種と84の反応を含んでいる。一方,反応の全体的な速度は主に乱流混合により制御される渦散逸燃焼モデルは,天然ガスのような高速燃焼と速い反応燃料のための実際的なアプローチとして用いることができる。化石燃料とは異なり,水素は再生可能エネルギーであり,一酸化炭素と二酸化炭素排出の点で非常にクリーンである。しかし,バーナにおける水素燃焼に関する数値的および実験的研究は非常に制限された。本研究では,工業用低旋回バーナ-ボイラシステムにおける天然ガスの燃焼を実験的に調べた。実験装置から得られた結果は,CFDシミュレーションのための境界条件として利用した。渦散逸法を用いて,メタン空気2段階反応機構は,メタンガスとしての天然ガスのモデリングに利用され,反応機構をモデル化における両燃料の類似点と相違点を明らかにするために天然ガス特性を考慮した天然ガスのための修正した。さらに,バーナ-ボイラ対の幾何学的モデルである,完全および周期的モデルを用いた天然ガスの燃焼性能を比較した。さらに,燃焼排出物を考慮した低旋回バーナ-ボイラの性能に及ぼす水素富化天然ガスと純水素の影響を明らかにするために,同じ熱負荷での四種の種々のガス含有量(熱負荷比:75%NG%H_2,50%NG%H_2,25%NG%H_2,100%H_2)を調べた。工業用低旋回バーナの乱流火炎は,支配方程式の解に対するANSYS Fluent16.0を用いて数値的に研究した。本研究で得られた結果は,利用した渦散逸法による,天然ガスは,よく知られたメタン空気2段階反応機構によるメタンガスまたは天然ガス改質メタン空気2段階反応機構近似結果を有するとしてモデル化できることを示した。さらに,完全モデルと比較した場合,幾何学的モデルが1/4の研究可能にする周期的境界条件の使用は,より少ない数のメッシュを用いて満足な結果を与えた。さらに,燃料としての天然ガスの水素富化天然ガスまたは純水素を用いた場合,CO及びCO_2のようなバーナ-ボイラの燃焼排出物は天然ガスに比較して減少した。しかし,NOx排出量は熱NOに特に増加した。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： 燃焼モデル ,  ボイラ ,  モデリング ,  熱負荷 ,  *水素 ,  反応機構 ,  メタンガス ,  三次元 ,  境界条件 ,  化学種 ,  一酸化炭素 ,  *バーナー ,  *天然ガス ,  空気 ,  アルカン

著者キーワード (6件)： LSB ,  天然ガス ,  メタン ,  水素 ,  水素濃縮 ,  渦散逸法

分類 (2件)： 燃焼装置一般  (PA03010V) ,  燃焼一般  (XE04010W)

物質索引 (1件)： メタン

タイトルに関連する用語 (11件)： 燃料 ,  燃焼 ,  天然ガス ,  メタン ,  水素 ,  富化 ,  工業 ,  旋回 ,  バーナ ,  エミッション ,  研究