Elucidation of Wall Chemical Effects on the Cool Flame Ignition and Extinction Process

阐明壁化学对冷焰点火和熄灭过程的影响

• 批准号: 21K14088
• 负责人: 李 敏赫
• 金额: $ 3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-21K14088/
• 关键词: 冷炎; 低温酸化反応; 壁面の化学的効果; HCHO; PLIF; TDLAS; WMS; 燃焼; エネルギー; 低環境負荷

本研究では，冷炎の燃焼特性に対する圧力の影響を調べるため，雰囲気圧力を制御した上，壁面近傍に冷炎の形成を可能とする実験系を構築し，半導体レーザ吸収分光法（TDLAS）により冷炎着火過程におけるHCHO濃度変化を計測した．TDLAS計測では吸収線強度が温度により変化するため，濃度算出にはガス種の温度情報が必要となる．そこで，吸収線強度に対して異なる温度依存性を示す２つの波長領域を選定し，吸収率の比から温度を計測するTwo-Line H2O-TDLASを導入した．特にH2O-TDLASには，WMS（Wavelength Modulation Spectroscopy）法を適用することにより，温度測定時のノイズ低減を図った．H2O-TDLASにより求められたガス温度を用いて，HCHO濃度値の補正を行うことにより，高精度のHCHO濃度計測を実現した．DME（ジメチルエーテル）に加え，直鎖ヘプタン（n-C7H16），直鎖オクタン（n-C8H18）を燃料として用い，それぞれの冷炎の燃焼特性に対する圧力の影響を調べた．DME冷炎の場合，圧力の上昇に伴い同一壁温度におけるHCHO濃度が低下し，着火温度が増加する結果を得た．一方，直鎖アルカン冷炎の場合は，圧力の上昇につれ同一壁温度におけるHCHO濃度が増加し，着火温度が減少する，DMEと逆の傾向が示された．したがって，燃料によって低温酸化反応の開始および進行に対する圧力依存性が異なることを明らかにした．

This study で は, cool flame 焼 の combustion characteristics に す seaborne る pressure の influence を adjustable べ る た め, 雰 囲 気 pressure を suppression し た, on the wall almost alongside に cool flame の may form を と す る be 験 を build し, semiconductor レ ー ザ 収 absorption spectrometry (TDLAS) に よ り cool flame ignition process に お け る experiment concentration variations change を measuring し た. The TDLAS meter measures the intensity of the で で absorption line が, the temperature によ <e:1> variation するため, and the concentration calculates the に ガス ガス ガス kinds of <s:1> temperature information が necessary となる. そ こ で, 収 absorption Line intensity に し seaborne て different な る temperature dependency を shown す 2 つ の を し selected wavelength domain, の 収 absorption rate than か ら を temperature measuring す る Two - Line H2O - TDLAS を import し た. Trevor に H2O - TDLAS に は, WMS (where Modulation Spectroscopy) methods apply を す る こ と に よ り, temperature measurement の ノ イ ズ low cut を 図 っ た. H2O - TDLAS に よ り o め ら れ た ガ ス temperature を with い て, an experiment on concentration of numerical の corrected line を う こ と に よ り, high-precision の experiment concentration measuring を be presently し た. DME (ジ メ チ ル エ ー テ ル) に え, straight locks ヘ プ タ ン (n - C7H16), straight locks オ ク タ ン (n - C8H18) を fuel と し て in い, そ れ ぞ れ の cool flame 焼 の combustion characteristics に す seaborne る pressure の influence を adjustable べ た. In the case of DME cold inflammation, the pressure <s:1> rises に accompanied by に the temperature of the same wall における, the concentration of HCHO が drops た, the ignition temperature が increases する, and the result is を た. Side, straight locks ア ル カ ン cool flame は の situations, pressure rising の に つ れ same wall temperature に お け る experiment concentration が raised し, ignition temperature が reduce す る, DME と inverse の tendency が shown さ れ た. し た が っ て, fuel に よ っ て acidification at low temperature anti 応 の began お よ び for に す seaborne る pressure dependency が different な る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

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

予混合冷炎の着火特性解明のためのHCHO濃度とガス温度の同時計測

同时测量甲醛浓度和气体温度以阐明预混冷焰的点火特性

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

直鎖アルカン予混合冷炎の着火・消炎特性に対する壁面の化学的効果

壁面化学对直链烷烃预混冷焰点火和熄灭性能的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 水野 智貴;李 敏赫;鈴木 雄二
• 通讯作者: 鈴木 雄二

Ignition Characteristics of Premixed Cool Flame at Elevated Pressures Investigated by TDLAS

TDLAS 研究预混冷火焰在高压下的点火特性

• 发表时间: 2022
• 作者: G. Li;M. Lee;Y. Suzuki
• 通讯作者: Y. Suzuki

ホルムアルデヒド濃度とガス温度の同時計測による冷炎着火特性の圧力依存性の検討

通过同时测量甲醛浓度和气体温度来检查冷焰点火特性的压力依赖性

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