燃料濃度の時空間的変動スケールに着目した予混合火炎の燃焼特性に関する基盤研究

关注燃料浓度时空变化尺度的预混火焰燃烧特性基础研究

• 批准号: 21K03910
• 负责人: 末永 陽介
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03910/
• 关键词: 燃焼; 成層燃焼; 可燃限界; 火炎伝播; 消炎

自動車用エンジン等の燃焼器の低燃費化とCO2の排出抑制には，燃焼室内における緻密な燃料濃度分布の制御が鍵となる．本研究課題の目的は，ガソリンエンジン内の燃料濃度分布の非定常変化に対する予混合火炎の応答特性を理解することである．令和4年度は，当量比の変動振幅を時間に対して増幅させたときの火炎の応答特性を調査した．ルイス数効果の影響を調査するために，燃料にはメタンとプロパンの二種類を使用した．メタン空気火炎とプロパン空気火炎の平均当量比φmは，定常火炎において燃焼速度が等しい，φm=0.85(メタン)と0.8(プロパン)を選んだ．当量比変動振幅aは0.05とし，当量比変動を与えてから30秒後にaを増幅させた．その結果次のことが明らかとなった．（１）当量比変動周波数fが5Hzの場合，燃料の種類によらず，火炎は当量比変動に追従して応答し，当量比変動振幅aがある値をこえると，火炎は単調に消炎した．（２）f=20Hzにおいて，消炎形態に違いがみられた．すなわち，プロパン空気火炎のCHラジカル発光強度は，aを増幅させていくと，CHラジカル発光の変動振幅も増加していくが，aがある値を超えると，CHラジカル発光は単調に低下して消炎に至る．しかし，メタン空気火炎では，aを増幅させ，aがある値を超えても，周期的に変動するCHラジカルの最大値は，徐々に低下し，やがて消炎に至る(消炎が遅れる)ことが明らかとなった．このことは，濃度変動を与えている火炎が，一時的に消えそうになっても，完全消炎には至らないことを意味しており，当量比変動を与えた場合のメタン火炎はプロパン火炎よりも希薄可燃限界がより希薄側へ拡大することを意味する．

Low fuel consumption and CO2 emission suppression of automotive burners are key to control dense fuel concentration distribution in combustion chambers. The purpose of this study is to understand the unsteady variation of fuel concentration distribution in a mixed flame. In order to investigate the response characteristics of the equivalent ratio, the amplitude of the change in time and the amplitude of the change in temperature in the fourth year. A survey of the effects of fuel on the environment The average equivalence ratio φm of air combustion is equal to that of steady combustion, φm=0.85() 0.8(). Equivalent ratio change amplitude a 0.05 <$, equivalent ratio change The result of the game is that the game will be played. (1) When the equivalence ratio changes the frequency f = 5Hz, the fuel type is different, the fire equivalence ratio changes the frequency, the equivalence ratio changes the amplitude a = 5 Hz, the fire equivalence ratio changes the frequency. (2) f=20Hz, anti-inflammatory morphology, anti-inflammatory morphology, anti-inflammatory morphology. The intensity of CH emission of air flame increases, a increases, the amplitude of CH emission increases, a exceeds, CH emission decreases. A: The maximum value of the periodic movement of CH: The maximum value of CH: The maximum value of The change of the concentration and the change of the flame intensity of the flame, the change of the equivalent ratio, the change of the flame intensity of the flame intensity of

项目成果

周期的当量比変動に対する伸長平面予混合火炎の応答特性に及ぼすルイス数効果

路易斯数效应对细长平面预混火焰周期性当量比波动响应特性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 妹尾翔平;末永陽介;柳岡英樹;庭田孔明
• 通讯作者: 庭田孔明