ダブル・マイクロフレームによる超微小拡散火炎形成と微視的燃焼メカニズムの研究

双微火焰超小扩散火焰形成及微观燃烧机理研究

• 批准号: 12750174
• 负责人: 井田 民男
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kinki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750174/
• 关键词: マイクロフレーム; フレキスブル・ダブルマイクロフレーム; 微視的火炎構造; 拡散燃焼; 分子拡散; 非対称燃焼場; 非定常燃焼; 輝炎発光; ダブル・マイクロフレーム; 超微小拡散火炎形成; 微視的燃焼メカニズム; 非定常輝炎発光; 微視的すす発生過程; レーザ・シャドウグラフ法; OHラジカル分布

微視的な拡散燃焼過程の理解は,流れと燃焼反応の相互作用からなる燃焼挙動の定常性を定量化する上で重要である。微視的な拡散燃焼過程を研究するには,分子レベルでの燃焼反応による挙動と分子拡散による流れの条件との相互関連を定量的に理解することが重要となる。同時に微視的な定常拡散燃焼過程を造りだすことは,それらの条件の整合性を見出せる可能性を含んでいる。本研究で開発されたシングル・マイクロフレームでは、分子拡散作用と燃焼反応現象との微視的な燃焼メカニズムに基づく性状を定量的に把握することができた。次のステップとして開発されたダブル・マイクロフレームでは、異なる燃料種における微視的な燃焼過程の変化を可視化することができた。1つの興味ある現象は、アウターバーナ(OB)によって形成された半球状の水素拡散燃焼場にインナーバーナ(IB)よりアセチレン燃料を微流量を供給することにより、輝炎発光の発生制御が可能となり、水素拡散火炎の半球状の極点からのみ輝炎発光が生じ出すことが明らかとなった。本研究では、微視的な燃焼過程を究めるために分子レベルでの拡散作用と燃焼反応が非対称かつ非定常な燃焼過程を実現できる微視的な燃焼場を造りだした。この微視的な燃焼場は、非同軸のバーナで,OBで形成された定常な拡散火炎内においてIBにより分子数千個のオーダで任意の位置から燃料が供給され形成される。結果次のような成果を得た。1)微視的な定常拡散燃焼場において、ススの生成過程である輝炎発光がマイクロフレームの半球状の極点で発生するメカニズムは、拡散燃焼場が軸対称であることが必要条件であることが示唆された。2)フレキシブル・ダブルマイクロフレームによって形成される非対称燃焼場では、輝炎発光像が不定位置でかつ非周期で発生することが定量的に明らかとなった。

Micro visual な company, scattered の understand は 焼 process, flow れ と combustion 焼 anti 応 の interaction か ら な る combustion 焼 挙 dynamic の steadiness を quantitative す る で important で あ る. Micro visual な を process research company, bulk burning 焼 す る に は, molecular レ ベ ル で の combustion 焼 anti 応 に よ る 挙 dynamic と molecular company, scattered に よ る flow れ の conditions と の masato each other even を quantitative に understand す る こ と が important と な る. Meanwhile に micro な unsteady company are scattered burning 焼 process made り を だ す こ と は, そ れ ら の conditions の integrated を shows せ る possibility を containing ん で い る. This research で open 発 さ れ た シ ン グ ル · マ イ ク ロ フ レ ー ム で は, molecular company, scattered と burning 焼 応 phenomenon と の micro visual な combustion 焼 メ カ ニ ズ ム に base づ を く traits quantitative に grasps す る こ と が で き た. Time の ス テ ッ プ と し て open 発 さ れ た ダ ブ ル · マ イ ク ロ フ レ ー ム で は, different な る fuel types of に お け る 焼 な combustion process of micro visual の variations change を visualization す る こ と が で き た. 1 つ の tumblers あ る は, ア ウ タ ー バ ー ナ (OB) に よ っ て form さ れ た half spherical element の water company, scattered 焼 field に イ ン ナ ー バ ー ナ (IB) よ り ア セ チ レ を ン fuel flow を supply す る こ と に よ り, hui inflammation 発 light の 発 system in royal が may と な り, water company, spread fire inflammation の half globular の pole か ら の み fai inflammation 発 light が じ out す Youdaoplaceholder2 とが Ming ら となった. This study で は, micro 焼 な combustion process を investigate め る た め に molecular レ ベ ル で の company, dispersion effect と combustion 焼 anti 応 が non said seaborne か つ unsteady を 焼 な combustion process be presently で き る micro visual な 焼 field made り を だ し た. こ の micro visual な 焼 field は, non coaxial の バ ー ナ で, OB で form さ れ た constant な within the company, spread the fire inflammation に お い て IB に よ り molecular thousands の オ ー ダ で arbitrary position の か ら fuel supply が さ れ form さ れ る. As a result, the following ような ような results in を and た. 1) micro visual な stationary company, scattered 焼 field に お い て, ス ス の generation process で あ る fai inflammation 発 light が マ イ ク ロ フ レ ー ム の half globular の pole で 発 raw す る メ カ ニ ズ ム は, company 焼 field が shaft said seaborne で あ る こ と が necessary で あ る こ と が in stopping さ れ た. 2) フ レ キ シ ブ ル · ダ ブ ル マ イ ク ロ フ レ ー ム に よ っ て form さ れ る non said seaborne 焼 field で は, hui inflammation 発 light like が uncertain location で か つ aperiodic で 発 raw す る こ と が quantitative に Ming ら か と な っ た.

项目成果

井田民男,渕端学,水谷幸夫: "マイクロジェットフレームによる基礎的燃焼特性"第38回燃焼シンポジウム前刷集. 281-282 (2000)

Tamio Ida、Manabu Fuchibata、Yukio Mizutani：“使用微喷射火焰的基本燃烧特性”第 38 届燃烧研讨会预印本集 281-282 (2000)。

井田民男, 渕端学, 水谷幸夫: "フレキシブル・ダブルマイクロフレームによる非対称拡散燃焼場の開発"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. 01-1. 257-258 (2001)

Tamio Ida、Manabu Fuchibata、Yukio Mizutani：“使用柔性双微框架开发非对称扩散燃烧场”日本机械工程师学会 2001 年年会记录 01-1（2001）。

Tamio IDA,Manabu FUCHIHATA And Yukio MIZUTANI: "Microscopic diffusion flame structures with micro flames"Third International Symposium on Scale Modeling. 200-204 (2000)

Tamio IDA、Manabu FUCHIHATA 和 Yukio MIZUTANI：“微火焰的微观扩散火焰结构”第三届国际尺度建模研讨会。

Tamio IDA, Manabu FUCHIHATA, Yukio MIZUTANI: "Microscopic shadowgraph and CH-BAND Emission Images of Micro-Jet Diffusion Flames"Proceeding of the 18th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems. 146(5) (2001)

Tamio IDA、Manabu FUCHIHATA、Yukio MIZUTANI：“微射流扩散火焰的显微阴影图和 CH 波段发射图像”第 18 届爆炸与反应系统动力学国际学术研讨会论文集。

井田民男, 渕端学, 水谷幸夫: "フレキシブル・ダブルマイクロフレームによる微視的燃焼過程の考察"第39回燃焼シンポジウム前刷集. 403-404 (2001)

Tamio Ida、Manabu Fuchibata、Yukio Mizutani：“使用柔性双微框架研究微观燃烧过程”第 39 届燃烧研讨会预印本集 403-404（2001 年）。