石炭燃焼MHD発電方式における電気的非一様性の制御及び強い相互作用の研究

燃煤磁流体发电系统电不均匀与强相互作用控制研究

• 批准号: 01550223
• 负责人: 石川 本雄
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01550223/
• 关键词: 石炭燃焼; MHD発電; 直接エネルギ-変換; 電気的非一様性; 電磁流体; 隣接電極間短絡; 電磁界流体相互作用

1.石炭燃焼MHD発電方式において、石炭スラグは断熱性が良いため、熱損失が少なくなり、電極が保護されるという効果がある。一方スラグのイオン電導性のため、スラグの分極化が起こり陰極側に電気的非一様性が発生する。この電気的非一様性を外部制御回路により抑制し、発電機の耐久性、性能を向上させることを提案している。まず、ダイアゴナル形MHDチャネルの各電極対を、トランス、コンデンサ、GTOなどのスイッチング素子により構成される外部回路により制御することを提案した。本年は特に、外部制御回路(シャフラ-回路)を用いることにより、原理的には無損失で電力を移行し、外部からみるとダイアゴナル形、発電機内部からみるとファラデ-形として運転するシャフラ-制御に関して、昨年度提案した新回路を時間依存2次元コ-ドを用いてMHD発電機との相互作用、回路の動作特性を解析検討した。さらに、石炭スラグによってMHD発電機内に誘起される電気的非一様性のモデルを提案し、時間依存2次元コ-ドに組み込んで解析を行い、実験結果をよく再現できることを示した。2.マックスウェル方程式と時間依存2次元圧縮性ナビエストクス方程式を連立して解くコ-ドを開発し、次のことを明らかにした。すなわち、電磁界と流体の相互作用が強くなると、電極近傍におけるジュ-ル加熱が増大し、局所的にガス温度が非常に上昇する。このとき隣接電極間に短絡が発生し、発電性能が低下するとともに、電極の寿命を短くするが、これまでは世界的にも数値解析に成功していなかった。本年の研究により、なお初歩的ではあるが世界で初めて隣接電極間短絡の解析に成功した。隣接電極間短絡は流体の流れにも大きく影響することが示されており、場合によっては境界層剥離の生ずることも分かった。今後、隣接電極間短絡を防ぐ方法についても検討する予定である。

1. Carboniferous combustion 焼 MHD 発 electric way に お い て, carboniferous ス ラ グ は break hot sex good が い た め, less heat loss が な く な り, electrode が protection さ れ る と い う unseen fruit が あ る. On one side, the スラグ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> conductance <e:1> ため and スラグ <s:1> polarization が cause the non-homogeneity of the に electricity on the <s:1> cathode side が to occur する. <s:1> the non-homogeneity of the <s:1> electrical gas を the external control circuit によ <s:1> the suppression <s:1>, the durability and performance of the generator <s:1> を the upward させる とを とを proposal <s:1> て る る. ま ず, ダ イ ア ゴ ナ ル form MHD チ ャ ネ ル の each electrode を seaborne, ト ラ ン ス, コ ン デ ン サ, decision な ど の ス イ ッ チ ン グ element child に よ り constitute さ れ る external loop に よ り suppression す る こ と を proposal し た. This year は に, external system, royal loop (シ ャ フ ラ - loop) を with い る こ と に よ り, principle of に は lossless で power を transitional し, external か ら み る と ダ イ ア ゴ ナ ル form, 発 motor internal か ら み る と フ ァ ラ デ - shaped と し て transport planning す る シ ャ フ ラ - suppression に masato し て, yesterday the annual proposal し た new loop を time dependent two dimensional コ - ド を use Youdaoplaceholder0 てMHD motor と <s:1> interaction, circuit <s:1> action characteristics を analysis 検 discussion of <s:1> た. さ ら に, carboniferous ス ラ グ に よ っ て MHD 発 motor に induced さ れ る electric 気 non a others の モ デ ル を proposal し, time dependent two dimensional コ - ド に group み 込 ん で parsing を い, be 験 results を よ く reappearance で き る こ と を shown し た. 2. マ ッ ク ス ウ ェ と ル equations of time dependent two dimensional 圧 shrinkage ナ ビ エ ス ト ク ス equation を particsun し て solution く コ - ド を open 発 し, の こ と を Ming ら か に し た. す な わ ち, strong electromagnetic boundary の と fluid interaction が く な る と, electrode near alongside に お け る ジ ュ ル heating が raised with large し, bureau に ガ ス temperature rising が very に す る. こ の と き 隣 meet electrodes に short collaterals が 発 し, low 発 electronic が す る と と も に, short electrode の life を く す る が, こ れ ま で は world に も the numerical analytical に successful し て い な か っ た. This year, the <s:1> research on によ of によ, the なお initial で あるが あるが あるが world で initial めて隣 interelectrode short network <s:1> analysis に successfully た. 隣 meet electrodes short collaterals の は fluid flow れ に も big き く influence す る こ と が shown さ れ て お り, occasion に よ っ て は boundary layer stripping の raw ず る こ と も points か っ た. In the future, the methods for preventing ぐ of short network を between 隣 electrodes, に 隣 て て 検 検 are discussed and する are determined である.

项目成果

Motoo Ishikaws: "Control of Electrical Nonunifor mities in Open-Cycle Diagonal Type MHD Generator" MAGNETOHYDRODYNAMICS. 3. (1990)

Motoo Ishikaws：“开循环对角型 MHD 发生器中电气不均匀性的控制”磁流体动力学。

石川本雄: "10MW級亜音速ファラデ-形MHD発電機内の三次元現象の検討" 電気学会論文誌B. 109-B. 552-558 (1989)

Motoo Ishikawa：“10 MW 级亚音速法拉第型 MHD 发电机中的三维现象的研究”日本电气工程师学会汇刊 B. 552-558 (1989)

井上勲: "MHD発電機の境界層におけるア-クに関する基礎的研究" 電気学会論文誌B. 109-B. 119-126 (1989)

Isao Inoue：“MHD 发电机边界层电弧的基础研究”日本电气工程师学会会刊 B.109-B（1989 年）。