可燃性混合気の点火過程の活性化学種を考慮した機構解明

考虑易燃混合物点火过程中活性化学物质的机理阐明

• 批准号: 03650050
• 负责人: 河野 通方
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650050/
• 关键词: 火花点火; 活性化学種; 数値シミュレ-ション

可燃性混合気の火花点火過程の数値シミュレ-ションを目的とした計算コ-ドを構築するさいには,火花放電により生ずる活性化学種の反応計算を取り扱う部分および火花電極付近の流れを計算する部分を開発する必用がある.本研究では,両部分についてそれぞれ単独に計算コ-ドを開発し,その妥当性を実験結果との比較により検証した.活性化学種の反応計算に関しては,火花放電により生ずる活性化学種の濃度分布および温度分布が初期条件として必用であるが,火花放電現象は非常に短時間かつ狭い領域で起こるために各種測定が困難である.したがって,本研究では計算に用いる素反応式および各種定数の選定を行った.計算対象はメタンー空気およびメタンー酸素混合気中での点火とし,39の素反応式および17の活性化学種を考慮した.計算を単純化するために軸対象一次元,圧力一定とし,質量保存式,エネルギ保存式,化学種保存式を差分法により陰的に解いた.点火の方法としては一定温度に保った熱線を用いた熱面点火とし,加熱開始より点火するまでの時間(以後点火遅れと呼ぶ)を求めた.ここで,メタン濃度が初期濃度の1%になったときを点火とした.計算の妥当性は,自然対流の影響を除去するために微小量力場において行った実験結果との比較により検証した.計算結果と実験結果は,熱面温度が点火遅れに及ぼす影響について定性的な一致をみた.流れの計算に関しては,二次元軸対象とし,質量保存式,運動量保存式,エネルギ保存式,化学種保存式を差分法により解いた.このとき化学反応は非可逆総括反応とした.計算対象は計算精度が必用な乱流場における火花点火とし,火花を熱エネルギとして初期条件で与えて火花電極付近の速度分布および温度分布を求めた.実験より得られたシュリ-レン写真との比較により,本計算コ-ドの妥当性が示された.

The numerical value of spark ignition process of combustible mixture is calculated according to the purpose, and the calculation of reactive chemical species in spark discharge is carried out according to the calculation of flow near spark electrode. In this study, the results were compared with the results of the independent calculations. The concentration distribution and temperature distribution of active chemical species are very difficult to determine in a very short time. In this study, we calculated the number of elements in the matrix and selected the number of elements. The calculation of the chemical species in the mixture of the elements in the air and the elements in the mixture takes into account the ignition of the active chemical species in the 39 elements and the 17 elements. The calculation method is based on the equation of mass preservation, the equation of chemical species preservation, and the equation of differential method. The ignition method is to maintain the ignition temperature at a certain temperature, and the ignition time after heating is to be determined. The initial concentration is 1%. The validity of the calculation is verified by the comparison of the results obtained by removing the influence of natural flow. The calculation results show that the ignition temperature of the hot surface is consistent with the ignition temperature of the hot surface. The calculation of flow is related to the quadratic axis, the mass preservation formula, the kinetic quantity preservation formula, the chemical species preservation formula and the difference method. The chemical reaction is irreversible. The calculation accuracy of the image must be obtained by calculating the velocity distribution and temperature distribution near the spark electrode under the initial conditions of spark ignition and spark heat generation. The validity of this calculation is shown in the comparison between the calculation and the comparison.

项目成果

石井 一洋,千葉 康雄,氏家 康成,河野 通方: "強乱れ場における可燃性混合気の火花点火" 第29回燃焼シンポジウム予稿集. 364-366 (1991)

Kazuhiro Ishii、Yasuo Chiba、Yasunari Ujiie、Michikata Kono：“强湍流场中易燃混合物的火花点火”第 29 届燃烧研讨会论文集 364-366 (1991)。