定常燃焼の機構解明

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定常の拡散燃焼について、すすの生成および乱れと放射などの効果について総括的な研究を進行中であり、以下のような成果が得られた。対向型の拡散火炎について、燃焼場近傍のすす生成について詳細な研究を行い、その結果が従来のモデルでは説明できないことを明らかにし、新たなモデルを提案した。また、同火炎に電界を印加したときの効果を調べ、その特徴的な結果の機構解明を行いつつある。(河野)拡散火炎中のすすを等速サンプリング法と3波長減衰法によって測定し、また、火炎軸上のガスが音速で吸引孔を通過する際のすすの粒子形状、寸法、ならびに、質量濃度の変化を光減衰法で調べた。その結果、質量濃度が3倍に増加するという結果を得た。また、放射伝熱が、拡散火炎の燃焼機構に及ぼす影響をシミュレーションによって明らかにした。(水谷)空間的に離れた2点の温度を、2本のレーザ光線を用いたレーリ散乱法により測定し、乱れの空間スケールを求めた。また、高速ビデオ撮影装置により、火炎のシュリーレン写真およびミー散乱による燃料流のレーザシート写真の撮影を行い、火炎の動的挙動を明らかにした。(大竹)乱流火炎の層流化現象をより詳細に把握し、かつこれを表現しうる乱流モデルを作成するために、まず均一温度の高温空気噴流について、ノズル流のレイノズル数を層流域から乱流域に渡いて大きく変化させ、その構造および乱れの挙動を測定した。ついで、測定で得られた噴流の挙動を統一的に表現しうる修正κ-ε乱流モデルを作成した。(小沼)一様空気流中へ垂直に噴出する噴流拡散火炎の構造を明らかにするために、レーザ流速計、熱電対およびガスクロマトグラフを用いてプロパン火炎内の流速、温度ならびに主要化学種濃度分布を測定した。その結果、一様空気流速の上昇とともに、火炎は小さくなり不輝炎領域が拡大すること。中間生成物が検出されないことなどが明らかにされた。(角田)