Elucidation of Near-wall Combustion Mechanism for New Flame-based Surface Functionalized Process

阐明新型火焰表面功能化工艺的近壁燃烧机制

• 批准号: 21H04539
• 负责人: 鈴木 雄二
• 金额: $ 28.04万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04539/
• 关键词: 燃焼; 固体壁面; 表面機能化; 壁面吸着種; レーザー計測; 壁面

2022年度は主として下記の取り組みを行った．1）熱炎における壁面近傍の化学種の精密計測：アンモニア火炎を加熱壁に衝突させた系において，アンモニア火炎のNH3-TALIF，NH2自発光計測，NH-LIFを行い，壁面近傍の化学種分布を調べた．また，燃焼場でほとんど計測例のないN原子について，新たに3吸収レーザー誘起蛍光法を構築し，初期的な検討を行った．さらに，比較対象として，アンモニアの対向流バーナーを新たに構築した．2）定量計測に基づく表面反応のモデル化：加熱壁面に燃料と酸素富化させた空気の混合気を衝突させることにより形成する独自の壁面安定化冷炎を対象とし，直鎖アルカンの炭素数，および表面材質が着火，消炎温度に与える影響について系統的に調べ，炭素数の増大に伴って着火，消炎温度が低下すること，一方SiO2壁面に対してFeなどの金属面では顕著に着火，消炎温度が上昇することを明らかにした．さらに，温度とHCHOを同時計測可能な可変半導体レーザー吸収分光法（TDLAS）による計測システムを新たに構築し，圧力，当量比が着火温度に与える影響を調べた．また，アンモニアの熱分解について，フローリアクタでの系統的な計測から石英壁面，ステンレス壁面上での一段階反応モデルを構築し，気相での熱分解反応よりも顕著に低い温度から反応が始まることを明らかにした．そして，気相中の詳細反応，壁面での一段階反応を組み込んだ２次元計算を行って，ラジカル分布が計測データとよく一致することを示し，表面反応モデルの妥当性を示した．3）アンモニア火炎における窒化プロセスの検討：アンモニア火炎を加熱壁に衝突させ，表面硬さおよび壁面材料中の窒素原子濃度をそれぞれナノインデンター，波長分散型X線分光法（WDS）により計測し，窒化に対する壁温の影響，窒化に対する支配的なパラメータを明らかにした．

In the year 2022, the main equipment and equipment were collected and tested. 1) the accurate calculation of the chemical species near the wall of the fire station: the fire caused by the fire, the NH3-TALIF,NH2, the NH-LIF, the distribution of chemicals near the wall, the temperature, the temperature, the temperature, In the first half of the year, the light method was used in the first place, and in the early stage, it was better than that in the first place. 2) quantitative calculation of the surface anti-carbon content: adding the wall fuel, acid enrichment, air mixing, cooling, heating, cooling, cooling The temperature of the anti-inflammatory system is different from that of the system, the high carbon number is accompanied by a fire, the anti-inflammatory temperature is low, and the metal surface of one side of the SiO2 wall is on fire. The metal surface is on fire, and the temperature of the anti-inflammatory temperature is high. At the same time, the temperature HCHO may be calculated by the method of absorption spectroscopy (TDLAS). The equivalent ratio of the ignition temperature to the temperature of the fire is higher than that of the flame, the temperature is different from the temperature, the temperature is different from the temperature, the temperature is different from the temperature, the temperature is different from the temperature, the temperature is different from the temperature at the same time. The temperature is low, and the temperature is low. The appropriateness of the surface reflectance shows that the appropriateness of the surface is different. 3) the asphyxiation of the surface of the wall, the temperature of the wall. To suffocate the domination of the child, to make it clear that the child is in control.

项目成果

アンモニア火炎による金属壁面の窒化に関する研究

氨焰金属壁氮化研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 王 道遠;李 敏赫;鈴木 雄二
• 通讯作者: 鈴木 雄二

Investigation of pressure effect on cool flame ignition characteristics with simultaneous measurements of HCHO concentration and gas temperature

通过同时测量甲醛浓度和气体温度研究压力对冷焰点火特性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Gengyu Li;李 敏赫;鈴木 雄二
• 通讯作者: 鈴木 雄二

TDLASを用いた予混合冷炎の着火特性における圧力依存性の計測

使用 TDLAS 测量预混冷焰点火特性的压力依赖性

• 发表时间: 2021
• 作者: Gengyu Li;李 敏赫;鈴木 雄二
• 通讯作者: 鈴木 雄二

Ignition and extinction characteristics of n-alkane cool flames on a heated wall with different surface reactivity

正构烷烃冷焰在不同表面反应性受热壁上的着火和熄灭特性

• DOI: 10.1016/j.fuel.2023.128587
• 发表时间: 2023
• 期刊: Fuel
• 影响因子: 7.4
• 作者: Tomotaka Mizuno;Suzuki Yuji，Lee Minhyeok
• 通讯作者: Suzuki Yuji，Lee Minhyeok

Ignition Characteristics of Premixed Cool Flames on a Heated Wall

预混冷火焰在热壁上的点火特性

• 发表时间: 2021
• 期刊: Combust. Flame
• 作者: Lee;M.;Fan;Y.;Ju;Y.;and Suzuki;Y.
• 通讯作者: Y.