Quantitative estimation of onset condition for combustion insatiability of NH3 premixed flame in a combustion tube

燃烧管内NH3预混火焰燃烧不饱和起始条件的定量估算

• 批准号: 22H01408
• 负责人: 藤田 修
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01408/
• 关键词: 燃焼振動; 予混合火炎; Parametric Instability; アンモニア; ガスタービン; アンモニア燃焼

NH3平面火炎の圧力変動に対する伝播速度および燃焼発光強度の応答の実験的検討：NH3を燃料とする実験システムを構築した。燃料をNH3へ転換するために装置全体に腐食対策を施し継続的な実験を可能とした。また、本年度は高速度カメラを新規に導入し、従来の全体像撮影に加えて火炎伝播面に現れる詳細な火炎構造の時々刻々の変化を側面および正面（合計３方向）から同時に高速度撮影可能にした。火炎正面からの撮影に関しては、NH3火炎に特有の活性化学種（NH2）およびOHラジカル発光現象を限定された条件ではあるが同時取得を実現した。次に、本実験システム用いてNH3火炎の燃焼振動発現の限界条件を取得した。これらの実験から、NH3を燃料とした場合の二次不安定発生時に現れる規則的セル構造を克明に撮影することに成功した他、不安定性が発現する燃焼速度はNH3の方がCH4より小さくなることがわかった。火炎面のセル構造についてはその波数や発光強度の時間変化を求めることができた。火炎の初期変形がNH3火炎の不安定性発現に及ぼす影響：不安定現象の発現には、火炎の初期形状が影響することを踏まえ、着火直後に形成される火炎の変形がその後の不安定性発現におよぼす影響を検討した。特に特定の条件で不安定性発現の有無がばらつくことが見出され、初期変形の違いとの関連性について検討を開始した。化学反応解析による化学種濃度分布と燃焼振動の関連性考察：近年開発が進んでいるNH3の反応機構を取り込んだ平面火炎の詳細構造を数値解析により取得した。また、実験で得られる平面火炎の伝播速度と計算による燃焼速度の比較を行い、燃料希薄条件で若干の違いはあるもののその両者が良く一致するという結果を得た。NH3火炎の燃焼振動発現機構に関する理論検討：既存理論に基づく不安定ダイアグラムを求め、実験で取得したセル構造の波数や不安定限界との比較を行った。

NH3 plane blaze の pressure - move に す seaborne る 伝 sowing speed お よ び combustion 焼 発 light intensity の 応 answer の be 験 検 please: NH3 を fuel と す る be 験 シ ス テ ム を build し た. Fuel を NH3 へ planning in す る た め に device all に corrosion ce seaborne を shi し 継 続 of な be 験 を may と し た. ま た, this year's high speed カ は メ ラ を new rules に import し, 従 to の all like pinch of shadow に え て fire inflammation 伝 seeding surface に now れ る な fire inflammation in detail when the tectonic の 々 carved 々 の variations change を side お よ び positive direction (total 3) か ら に high speed of shadow may at the same time に し た. Fire inflammation positive か ら の pinch of shadow に masato し て は, NH3 fire inflammation に の special active chemical kind of group (NH2) お よ び OH ラ ジ カ ル 発 light phenomenon を qualified さ れ た conditions で は あ る が を at the same time be presently し た. This time に and this experiment システム obtained the た た by using the <s:1> てNH3 flame <s:1> combustion 焼 vibration occurrence <s:1> limit condition を. こ れ ら の be 験 か ら, NH3 を fuel と し た occasions の secondary instability when born 発 に now れ る rules セ ル tectonic を KeMing に pinch of shadow す る こ と に successful し た his agitation, qualitative が 発 now す る 焼 flow は NH3 の party が CH4 よ り small さ く な る こ と が わ か っ た. Fire inflammation surface の セ ル tectonic に つ い て は そ の wavenumber や 発 light intensity の patches.by time - を め る こ と が で き た. Fire inflammation - shaped が NH3 fire inflammation early の の labile 発 に and now ぼ す impact: instability phenomenon の 発 now に は, fire inflammation early の shape が す る こ と を tread ま え, fire straight に formed after さ れ る fire inflammation の - shaped が そ の の after unrest 発 now に お よ ぼ す influence を beg し 検 た. Conditions, specific の に で labile 発 の now whether が ば ら つ く こ と が shows さ れ, early - の violations い と の masato even sex に つ い て を 検 please start し た. Chemical anti 応 parsing に よ る と combustion chemistry of concentration distribution 焼 vibration の masato even sex: in recent years, open 発 が into ん で い る NH3 の を 応 authorities take り 込 ん だ detailed structure plane fire inflammation の を the numerical analytical に よ り obtain し た. ま た, be 験 で have ら れ る plane blaze の と 伝 sowing speed calculation に よ る 焼 flow line の is を い conditions, fuel and thin で several の violations い は あ る も の の そ の struck the consistent good が く す る と い た を う results. NH3 fire inflammation 焼 の combustion vibration 発 institutions now に masato す 検 る theory for: existing theoretical base に づ く unrest ダ イ ア グ ラ ム を め, be 験 で obtain し た セ ル tectonic の wavenumber や unrest limit と の is line を っ た.