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SOFCアフターバーナー用ペン型マイクロ超希薄燃焼器の研究

SOFC加力燃烧室笔式微型超稀薄燃烧室研究

基本信息

批准号：
16656075
负责人：
鈴木健二郎
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Shibaura Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

平成16年度の実績に基づき、次の数値解析的研究ならびに実験的研究を行った。ペン型マイクロ燃焼器内火炎の安定性には、バッフル板下流の迅速な混合と強い安定な循環流の形成が必須であるが、同時に熱損失を抑制して火炎温度を高温に保つことが重要である。数値解析的研究では、ペン型マイクロ燃焼器内の等温流を対象としてバッフル板下流に形成される循環流のあり方と燃料と空気の混合様式についてLarge Eddy Simulation(LES)を行い、燃料噴流流速と空気流入流速の速度比が循環流の形成と混合の良否を支配すること、とくに外側環状に配した空気孔径が小さく、空気噴流速度が大きい場合に、燃料噴流外周部のリング状渦が乱流渦に発達し、混合を促進し、火炎の安定化に良好であることを見出した。この点は、昨年度より継続した可視化実験とPIVを用いた乱流計測によって裏付けられた。さらに、Large Eddy Simulation(LES)を、バッフル板下流に形成される循環流と燃焼器壁間の伝熱特性の検討に応用した。その結果、乱流渦が発達し、混合が促進され、火炎の安定化に良好である空気孔径が小さく、空気噴流速度が大きい場合に、バッフル板下流の循環流と燃焼器壁との熱交換が促進されるため、火炎温度の低下を招き安いこと、ただし燃焼器壁外側に燃焼ガスを流す構造にすると熱損失の影響を低減できることを見出だした。

Research on the basis and analysis of the results of the 16th year of Heisei The stability of the flame in the burner is important for the rapid mixing and strong stability of the downstream flow of the plate. The formation of circulating currents is necessary and the heat loss is suppressed. The flame temperature is high. A numerical analysis of isothermal flow in a combustor is carried out in the case of formation of circulating ocean currents downstream of the plate, mixing of fuel and air, and the ratio of fuel jet velocity to air inflow velocity, which controls the formation of circulating ocean currents and mixing. The turbulence vortex in the outer periphery of the fuel jet is developed, mixing is promoted, and the stability of the flame is well observed. This is the first time that a PIV has been used to measure turbulence. Large Eddy Simulation(LES) is used to study the circulation current and heat transfer characteristics between combustor walls. As a result, turbulent vortices are generated, mixing is promoted, flame stabilization is good, air aperture is small, air jet velocity is large, circulating ocean current downstream of the plate, heat exchange on the burner wall is promoted, flame temperature is lowered, combustion is stable, and the influence of flow structure on heat loss outside the burner wall is reduced.