ゴミ焼却炉におけるダイオキシン発生抑止のための排ガス冷却水噴霧挙動に関する研究

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環境問題の1つとして,都市ゴミ焼却炉におけるダイオキシン発生抑止がある.ここで重要な役割を持つ燃焼ガス冷却水噴射用ノズルであるリターンノズルは,広流量範囲で特性が良好である反面,ノズル内流れが複雑であるため設計が困難である.本課題では,流体力学から見たリターンノズルの旋回室内特性の把握と,最終的に炉内流動シミュレーションに発展させることを目標とした計算コードの開発を目的としている.本年度までの研究において以下の知見を得た.1.ノズル特性を把握する上で最も重要である旋回室内部流れをアクリル製の計測用ノズルを製作することで高精度で計測した.内部流れに対して十分な精度を持つLDV計測法を確立し,旋回室内の組み合わせ渦による流れ場を把握できた.2.旋回室内と液膜部において,高応答性を有する電気抵抗法の開発および画像処理により得られた時系列データに周波数解析を行い,定常加圧においても流入不均一等による比較的低周波数(100Hz以下)の非定常現象が分裂にいたる変動の初期過程において重要であることが分かった.3.ノズル内流れ計算の準備を行った.実験により非定常性が重要であることが分かっているため,気液界面の取り扱い精度の高い方法を模索中である.現在はLevelsetとGFMを組み合わせた方法で進めている.安定した計算が可能になり次第,炉内シミュレーションへ進む.これらの結果は論文としては投稿準備中であるが,結果の一部は第10回および第11回微粒化シンポジウムにおいて発表済みである.