二成分燃料ー酸素混合気のデトネ-ション波発生と計測に関する研究

本研究においては、これまで報告された例のない二成分混合燃料系におけるデトネ-ション波発生に関する実験を行い、混合割合によるデトネ-ション速度やデトネ-ション誘導距離の変化を測定することを目的とし、高応答性の半導体技術を利用して、反応帯の発光をフォトダイオ-ドで検知することにより伝播速度を求めることを試みた。(1)今日まで、フォトダイオ-ドによる伝播計測は因難であったが、真ちゅう製伝播管に直径1mmの穴をあけ、透明ビニル管で真ちゅう管を同心状に外側から覆ってこの小孔をふさぐという簡便な方法をとった。ビニル管外側にフォトダイオ-ドをセットすることによる反応帯の発光の検出は、デトネ-ション波伝播速度の測定に対して十分に有力な方法である。(2)空気を酸化剤とするとき、デトネ-ションに遷移しにくいメタン、プロパンなどに水素を混合させることによって遷移を起こしやすくすることができる。本実験においては、空気を酸化剤として、水素ーメタン混合燃料で水素45%以上、水素ープロパン混合燃料で水素35%以上の混合割合であればデトネ-ションに遷移する。(3)水素ーメタン、水素ープロパンの2成分混合燃料のデトネ-ション速度は、水素割合の大きい範囲においては水素の混合割合の減少と共にほぼ直線的に減少する。(4)上記混合燃料の当量比によるデトネ-ション伝播速度の変化は、概ね純粋な水素の変化に類似しており、大部分の反応速度が水素によって支配されていることがうかがえる。

本研究においては、これまで報告された例のない二成分混合燃料系におけるデトネ-ション波発生に関する実験を行い、混合割合によるデトネ-ション速度やデトネ-ション誘導距離の変化を測定することを目的とし、高応答性の半導体技術を利用して、反応帯の発光をフォトダイオ-ドで検知することにより伝播速度を求めることを試みた。(1)今日まで、フォトダイオ-ドによる伝播計測は因難であったが、真ちゅう製伝播管に直径1mmの穴をあけ、透明ビニル管で真ちゅう管を同心状に外側から覆ってこの小孔をふさぐという簡便な方法をとった。ビニル管外側にフォトダイオ-ドをセットすることによる反応帯の発光の検出は、デトネ-ション波伝播速度の測定に対して十分に有力な方法である。(2)空気を酸化剤とするとき、デトネ-ションに遷移しにくいメタン、プロパンなどに水素を混合させることによって遷移を起こしやすくすることができる。本実験においては、空気を酸化剤として、水素ーメタン混合燃料で水素45%以上、水素ープロパン混合燃料で水素35%以上の混合割合であればデトネ-ションに遷移する。(3)水素ーメタン、水素ープロパンの2成分混合燃料のデトネ-ション速度は、水素割合の大きい範囲においては水素の混合割合の減少と共にほぼ直線的に減少する。(4)上記混合燃料の当量比によるデトネ-ション伝播速度の変化は、概ね純粋な水素の変化に類似しており、大部分の反応速度が水素によって支配されていることがうかがえる。