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風力エネルギーを省エネに活用することで超高効率利用する煙突型排気システムの開発

开发节能、超高效利用风能的烟囱式排气系统

基本信息

批准号：
21K04967
负责人：
渡邉康一
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04967/
关键词：
風力省エネ煙突排気煙突

项目摘要

本研究の最終目標は、工場の煙突や地下道路の換気塔などの排気用タワーに用いられる強制排気用のファンの消費電力を大幅に省エネするために、「小さくて高効率」，かつ「風向に影響を受けない」創風構造体の形状を「発見」し「実証」することである．2022年度は，風洞実験と数値シミュレーション，及び性能予測理論の構築を実施した．風洞実験では，タワー内部にファンと流速計を設置し，上空風がタワー内部流速，及びファン消費電力に与える影響を，複数の形状のタワーモデルを用いて検証した．その結果，上空風が強くなるにつれ，タワーの創風性能に応じてまずファンに省電力効果があらわれ，さらに，消費電力が0以下になった場合，排気風の加速につながることを明らかにした．数値シミュレーションでは，タワー内部，周囲，及びファンブレード周辺の流れを詳細に3次元解析するために，保存性と互換性に優れる対流型補間法をベースとした，非構造格子を用いた計算スキームを構築し，ベンチマーク計算の速度場，圧力場において良好な結果を得た．理論性能予測においては，翼素運動量理論を用いた定式化を行い，排気ファン消費電力の削減量を，上空風の風エネルギーで無次元化したパワー係数を定義することで，風力エネルギーの利用率を予測・評価した．その結果，ディフューザは排気性能にほとんど影響しないのに対し，タワー出口圧力の低下は排気性能に大きく貢献することが予測された．また，出口圧力を低下させることで，利用する上空風の風エネルギー以上の省エネルギーを達成できるという，大変有望な結果を導くことができた．

In this study, the most popular headers, factory buildings, underground roads, towers, towers, towers and towers in this study. The temperature and performance of the tunnel are measured and discussed. The temperature of the hole is set, the flow rate of the internal temperature is set, the internal flow rate of the temperature is set, and the energy dissipation power and energy dissipation are affected by the temperature in the air. The multiplicative shape is used to analyze the temperature, and the results show that the temperature in the air is stronger than the other. In terms of performance, energy saving, energy saving, low power consumption, low power consumption, low power consumption The method of preserving the mutual property and the flow pattern is used to calculate the temperature field, the speed field and the speed field. The results show that the theoretical performance is good, the kinetic theory of the wing element is based on the standard formula, and the formula is used to eliminate the power consumption. The results show that the utilization rate is higher than that of the previous one. The results show that the performance of the exhaust system is much higher than that of the control group. The results show that there are significant differences in the performance of the exhaust system, the exit force, the discharge performance, the output force, the discharge performance, the output force, the temperature, the With the use of high-speed airwaves over the sky, which is over the province, it is expected that the results will be very high.