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熱流体・燃焼技術

流動・混相流・伝熱・燃焼等の数値解析

流れの数値シミュレーション(CFD: Computational Fluid Dynamics)を基礎として、乱流、混相流(気体、液体、固体が混合された流れ)、伝熱(熱伝達、放射)、さらに燃焼や化学変化を伴う熱流動場の状態を計算によって求めます。解析技術の進歩とコンピュータの高性能化により適用範囲の拡大と精度の向上が進みました。今では、現象の理解、設計のための形状や条件の検討、トラブル対策など、熱流体関連機器の研究開発から運用までのあらゆる場面で不可欠な道具となっています。

(動画)固気二相流 流動層解析

(動画)固気二相流解析 サイクロンセパレーター

(動画)固気二相流解析 サイクロンセパレーター

参考:IHI技報第54巻第2号 汎用数値流体解析コードによる流体解析の事例紹介 PDF


風洞実験、熱流体試験、計測技術

国内屈指の大型拡散風洞装置を保有し、プラントや艦船・洋上設備、さらに都市の周囲の流れや煙等の濃度分布を実験・計測しています。他にも高圧燃焼試験装置や種々の伝熱・燃焼試験装置があり、また必要によっては問題に応じた装置を設計製作して試験を行い、機器の研究開発に役立てています。新しい計測技術の開発にも積極的に取り組んでおり、3台以上のカメラを用いて三次元的な流速分布を計測する「トモグラフィックPIV」や、計測断面内に存在する複数の物質の電気抵抗差を利用して分布を再現する「電気抵抗トモグラフィ」と呼ばれる新しい原理による流れの可視化では研究の先端を切り拓いています。

(動画)流線による可視化風洞実験

(動画)全橋模型風洞実験(乱流応答)

参考:IHI技報第55巻第1号 PIV技術の開発と実機への適用 PDF


熱流体・燃焼機器の開発

長年にわたって蓄積した基盤技術を元に、熱流体・燃焼機器の開発を行っています。IHIオリジナルの原理による「二塔式ガス化炉」は実験室規模から徐々に試験を進め、現在ではTIGARというプラントとしてインドネシアで実証機が稼働を始めました。他にも地球温暖化防止につながる二酸化炭素回収設備、酸素燃焼ボイラ、バイナリ発電装置、密閉式ガスヒータ、またワクチンを迅速に生産するための細胞培養槽の開発などの実績を上げています。既存の機器に関しては、熱や流れを制御、改良することで、性能向上を進めています。

(動画)細胞培養槽 気泡の可視化

(動画)細胞培養槽CFD ボイド率分布

参考:IHI技報第55巻第4号 未利用エネルギーの有効利用 —二塔式ガス化炉の活用 褐炭・バイオマスなどをガス化し多用途利用を可能にする「二塔式ガス化炉TIGAR®」 PDF 
    IHI技報第52巻第1号 低炭素社会に適合した石炭ボイラの実現へ 化学吸収法によるCO2分離回収技術の開発 PDF 
    IHI技報第52巻第1号 発電プラントのゼロエミッション化に向けて 石炭火力における酸素燃焼技術を用いたCO2回収システム PDF
    IHI技報第54巻第1号 ぬくもりを明日のエネルギーへ 身近な温水からエネルギーを取り出し,最大限に活用する小型バイナリー発電装置「ヒートリカバリー」 PDF
    IHI技報第52巻第2号 今こそガス! 炎の出ないガスヒータ IHIの燃焼技術が生んだ高効率密閉式ガスヒータ PDF
    IHI技報第55巻第1号 “廃熱”から新たな電力を生み出す 注目のバイナリー発電システムに新製品「HeatInnovator」が登場 PDF


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