熱分解ガス流れを考慮したコークス塊内熱応力解析
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概要
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コークス炉内熱および物質移動現象の解明を目的として, 室炉内石炭充填層の熱応力解析を行った.本研究ではガス流れを考慮していない従来のモデルに加えて熱分解ガス流動モデルを提案し, 石炭乾留時におけるガス流動場の温度場および応力場に及ぼす影響を検討した.また, コークス塊を想定したガラスビーズ充填層内の水流可視化実験を行い, 解析結果と流れ場を比較検討した.その結果, ガス流れ解析モデルにより熱分解ガスの塊内流れ挙動を良好に再現可能であることが示された.さらに熱分解ガスは主亀裂面から主に流出し, 気固間対流伝熱によって主亀裂面と塊内部の温度差が小さくなることが示された.このため主亀裂表面に発生する微小亀裂の発生を予測することはできなかった.しかしガス流れの有無による応力場への影響は微小であることから, 熱分解ガス排出法を検討することによるコークス品質の向上と省エネルギー乾留の同時達成の可能性が示唆された.
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