非圧縮性熱流体解析における化学種のモル分率およびエンタルピーからの温度算出方法に関する一考察

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本研究では，非圧縮性流体解析において，ガス燃焼や微粉炭燃焼解析で考慮される15化学種（N2, O2, CO, CO2, H2, H2O, SO2, H2S, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H4, C3H6, C3H8）を対象とし，化学種の質量保存式およびエネルギー保存式から得られる化学種のモル分率およびエンタルピーから温度を算出する方法について検討した．化学種のモル分率およびエンタルピーから温度を算出する場合，熱容量を一定として温度を算出すると多大な誤差が生じるため，熱容量の近似式を積分して得られるエンタルピーと温度の関係を表す多項式を解くことにより温度を求めることが望ましい．熱容量を温度に関する3次以下の多項式で近似した場合，エンタルピーと温度の関係を表す多項式は温度に関する4次以下の多項式となるため，代数的に温度を算出できるが，熱容量を4次以上の多項式で近似した場合，Newton法などの繰り返し計算を用いて温度を算出する必要がある．熱容量の温度に関する多項式の次数が大きくなるにつれて計算負荷は大きくなるが，エンタルピーと温度の関係を表す多項式の次数が4次の場合，温度算出に代数方程式の解法と繰り返し計算を用いた解法では，計算負荷は同程度であった．
社団法人　化学工学会の論文
2006-05-20

非圧縮性熱流体解析における化学種のモル分率およびエンタルピーからの温度算出方法に関する一考察

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