燃焼の制御に関する基礎研究

燃烧控制基础研究

基本信息

批准号：
02209103
负责人：
染谷常雄
金额：
$ 21.63万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

燃焼に直接関わる各種の重要制御因子が、着火、燃焼、伝熱機構、微粒子生成等に及ぼす効果を理論・実験の両面から基礎的に追究し、次のような成果を得た。(1)燃焼の積極的な制御を狙いとして、プラズマジェットを乱流拡散火炎に照射し、これによって誘起される化学活性種の分布を特定した。さらに、これを可燃範囲にある混合気中心部に照射することにより燃焼の促進とすすの低減が可能になることを明らかにした。(2)流動を制御して乱流拡散燃焼の促進を図るため、非定常噴流が壁面や円板に衝突する際の流動に関する直接計算を行い、拡散混合の効果と特徴を確認した。また、燃焼器内での空気孔と気体燃料孔の位置が拡散に及ぼす影響を流動計算により明らかにした。さらに、壁面付近の反応と流動を数値計算により予測し、高温壁面上では、境界層ガスが未反応混合気の場合反応によって熱流束が増加する一方、既燃焼ガスでは減少することを見いだし、このことを測定により実証した。(3)空気流動、圧力、温度、ガス組成、燃料性状などの諸因子の効果を実験的に調べるため、非定常噴霧燃焼や過濃混合気の燃焼を再現し、実際の燃焼装置では困難な燃焼計測を可能にした。これにより、燃料の熱分解と混合気形成過程に対する温度依存性を確認し、空気流動の強化に伴う燃料の分散と拡散燃焼の促進効果を特定した。また、動作ガスに含まれる酸素、窒素、水蒸気、二酸化炭素などの各種ガス組成が非定常噴霧火炎の構造、火炎温度、微粒子の生成・消減に及ぼす影響を明らかにした。さらに、過濃混合気の燃焼において、すす微粒子の生成速度を計測し、空燃比、燃料組成と温度のすす微粒子の生成に及ぼす影響度を明確にし、以上の結果から、微粒子の低減のための指針を得た。

我们从根本上追求了直接参与燃烧的各种重要控制因素对从理论和实验方面的点火，燃烧，传热机制和细粒子产生的效果，并获得了以下结果。（1）为了积极控制燃烧的目的，将血浆射流照射成湍流的扩散火焰，并确定了由此诱导的化学活性物种的分布。此外，已经揭示了在易燃范围内混合物中心的辐射使得可以促进燃烧和减少烟灰。（2）为了控制流动并促进湍流扩散燃烧，我们在不稳定的喷气机与壁或盘相撞时对流量进行了直接计算，并确认了扩散混合的效果和特征。此外，通过流量计算阐明了燃烧器中空气孔和气燃料孔在扩散中的影响。此外，通过数值计算来预测壁表面附近的反应和流动，发现在高温壁表面上，当边界层气体是未反应的混合物时，由于反应而增加的热通量会增加，而热通量随着燃烧的气体而降低，并且通过测量证明了这一点。（3）为了实验研究各种因素的影响，例如空气流，压力，温度，气体成分和燃料特性，我们重现了不稳定的喷雾燃烧和过度浓缩混合物的燃烧，从而使燃烧成为可能，这是很难使用实际燃烧设备实现的。这证实了温度对燃料热解和混合物的形成的依赖性，并确定了燃料分散和扩散燃烧的影响，从而增强了空气流量。此外，阐明了各种气体组成的影响，例如氧气，氮，水蒸气和二氧化碳在工作气体中包含的二氧化碳，对非稳态喷雾火焰的结构，火焰温度，以及形成和消除细颗粒的形成和消除。此外，在过度浓缩混合物的燃烧中测量了烟灰细颗粒的产生速率，并阐明了空气燃料比，燃料成分和温度对烟灰细颗粒产生的影响，上述结果提供了减少细颗粒的指南。