噴霧の保炎機構を再検討するための微小重力環境を利用した冷炎燃え広がりに関する研究

微重力环境冷焰传播研究重新审视喷雾持焰机理

• 批准号: 19K04843
• 负责人: 野村 浩司
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K04843/
• 关键词: 噴霧燃焼; 冷炎燃え広がり; 燃料液滴列; 予蒸発予混合燃焼器; 微小重力環境利用; 冷炎; 燃え広がり; 液滴列; 微小重力環境

噴霧火炎基部や燃料予蒸発管内で起こりうる燃料液滴の冷炎点火・燃え広がりに着目し，噴霧を単純化した燃料液滴列を対象にし，基礎的な研究を行った．軸対称な火炎燃え広がりが実現される微小重力環境を利用した実験を行うことで，数値シミュレーションの検証を容易にする計画である．2022年度は，開発した熱線式定温度型冷炎強制点火装置を用い，北海道のコスモトーレ落下塔（微小重力時間：2.5 s）で実現した微小重力場においてデカン燃料液滴列の冷炎燃え広がり実験を高温雰囲気中で行った．冷炎燃え広がり速度計測を行うため，バックリット法と高速度ビデオカメラを用いた．液滴直径履歴を計測し，液滴直径の2乗の変化率が変化する現象が液滴列に沿って伝わるその伝播速度から冷炎燃え広がり速度を計測した．成果は，NASAの液滴冷炎研究チームに報告し，評価を受けた．コスモトーレでの微小重力実験を7回行い，5回分の実験データを取得できた．液滴生成部から実験部である高温容器に異動する際に一部の液滴が脱落したり実験装置が誤作動した実験が3回あり，液滴列燃え広がり速度が取得できたのは2回の実験であった．雰囲気温度523 K，強制点火までの待ち時間1.0 s，無次元液滴間隔2.7および5.3の条件における冷炎燃え広がり速度は，それぞれ17.9 および25.4 mm/sであり，熱炎燃え広がりに比較して非常に遅いことがわかった．これは，世界初の冷炎燃え広がり速度の測定結果である．冷炎燃え広がりの数値シミュレーション・コードが完成し，初期条件を変えながら計算を行った．雰囲気温度と強制点火までの待ち時間を変更することにより，二つの燃え広がりモードが現れた．一つは，熱の伝達により燃え広がりが進行するモードであり，もう一つは時間差を伴う連続した自発点火のモードであった．このモード遷移の検証と燃え広がり速度の定量的比較を今後行う．

The basic research of spray ignition and fuel droplet ignition in the fuel evaporation pipe is carried out. In 2022, a hot wire type constant temperature cold stress ignition device was developed for use in Hokkaido, Japan.(Microgravity time: 2.5 s) The microgravity field is realized. The fuel droplets are cooled and burned. The fuel droplets are heated and burned. Cold flame burning The droplet diameter is measured, and the droplet diameter and the rate of change are measured. Results: NASA's Liquid Crystal Inflammation Research Program Report, Review and Evaluation. 7 cycles of microgravity, 5 cycles of microgravity, 7 cycles of microgravity, 7 cycles of microgravity. Droplet generation unit: When high temperature container is abnormal, one part of droplet falls off. When the device is operated incorrectly, the droplet train speed is obtained. Temperature 523 K, stress ignition time 1.0 s, dimensionless droplet spacing 2.7 mm/s, temperature 17.9 mm/s, temperature 25.4 mm/s, temperature 17.9 mm/s The world's first cold flame The digital value of the cold and hot air can be completed, and the initial conditions can be changed and calculated. The temperature and stress of the ignition are changed, and the ignition time is changed. A heat wave arrives at the end of the fire, and the time difference between them is accompanied by a self-ignition. The quantitative comparison of the speed of migration and migration is carried out.

项目成果

Scope of PHOENIX-2 Sounding Rocket Experiment, “Cool Flame Dynamics in Multi-droplet Ignition”

PHOENIX-2 探空火箭实验范围，“多液滴点火中的冷火焰动力学”

• DOI: 10.15011/jasma.37.4.370401
• 发表时间: 2020
• 期刊: International journal of microgravity science and application
• 影响因子: 0.9
• 作者: Mitsuaki TANABE;Masanori SAITO;Yusuke SUGANUMA;Masato MIKAMI;Masao KIKUCHI;Yuko INATOMI;Osamu MORIUE;Hiroshi NOMURA
• 通讯作者: Hiroshi NOMURA

Improvement of HC-SCR Performance by Fuel Reforming Using a Low Temperature Oxidation

利用低温氧化进行燃料重整改进 HC-SCR 性能

• 发表时间: 2021
• 作者: Iku Saito;Shinya Sato;Hiroshi Nomura;Yusuke Suganuma;Haruka Misaka
• 通讯作者: Haruka Misaka

単一燃料液滴蒸発の非定常性に及ぼす初期液滴直径の影響

初始液滴直径对单燃料液滴蒸发不稳定性的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: 山中沙羅;石井昌憲;竹中秀樹;清水 雄斗，野村浩司，菅沼祐介
• 通讯作者: 清水 雄斗，野村浩司，菅沼祐介

低温酸化反応を利用したNOx低減技術の検討

低温氧化反应还原NOx技术研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐野 穂高，齋藤 郁，野村 浩司，菅沼 祐介

強制点火装置を用いた冷炎燃え広がり現象の観察

使用强制点火装置观察冷焰蔓延现象

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉田啓史郎;高龍和也;菅沼祐介，齊藤允教，菊池政雄， 稲富裕光， 三上真人， 森上修， 野村浩司， 田辺光昭;所 美鈴;Yoshinari Kobayashi;藤枝佑毅，齋藤郁，齊藤允教，菅沼祐介，田辺光昭，野村浩司
• 通讯作者: 藤枝佑毅，齋藤郁，齊藤允教，菅沼祐介，田辺光昭，野村浩司