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

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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．