高圧下における乱流予混合燃焼の促進と高負荷化限界に関する研究

高压下湍流预混燃烧促进及高负荷极限研究

• 批准号: 05855027
• 负责人: 小林 秀昭
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05855027/
• 关键词: 乱流燃焼; 高圧燃焼; 予混合燃焼; 燃焼速度; 燃焼促進; 乱れ強さ; 乱流スケール; トモグラフィー

燃焼負荷率が極めて大きい高圧雰囲気における乱流予混合火炎につて,乱れによる燃焼の促進と抑制の機構を解明することを目的として,連続燃焼が可能な高圧容器内にバ-ナ火炎を安定化させた.対向乱流火炎の安定化のための第一段階として,対向流バ-ナの片側ノズルを用いブンゼン型バ-ナ火炎として実験を行った.より小型のノズルバ-ナによって層流燃焼実験も行った.混合気としてメタン-空気混合気を用い,大気圧から10気圧まで雰囲気圧力を変化させて実験を行った.実験内容と知見を以下に示す.(1)角度法により求めた層流燃焼速度は従来から知られているように圧力の-2.5乗に比例し,連続燃焼実験装置とバ-ナ火炎による実験法の有用性,妥当性が確認された.(2)乱流燃焼バ-ナにおいて空気流に対する流れの乱流特性を熱線風速計によって測定した結果,平均流速を一定として雰囲気圧力を増大させた場合の乱れのエネルギースペクトルは,高周波成分の低下が鈍くなり,より小さい乱れの持つエネルギーが相対的に大きくなることが確認された.(3)混合気に二酸化珪素微粒子を混入させた乱流火炎にアルゴンイオンレーザのシート光を照射させたトモグラフィー像をCCDカメラにより撮影した.これを画像解析して平均火炎面位置を求め,面積法により乱流燃焼速度と雰囲気圧力との関係を求めた.その結果,乱流燃焼速度は混合気の乱れ強さばかりでなく,雰囲気圧力にも大きく依存することが判明した.その依存性は,従来の乱流レイノルズ数を用いても合理的に整理できず,乱流燃焼に対する雰囲気圧力の影響に関する研究の重要性が確認された.(4)トモグラフィーおよびシュリーレン像を高速度ビデオにより撮影,観察した結果,雰囲気圧力の増大と共に火炎面の変形は鋭く,かつ凹凸のスケールは小さくなり,大気圧火炎とその様相が大きく異なってろくることが明らかとなった.

The fuel load rate is extremely large and the high pressure atmosphere is high. The turbulent flow is mixed with the flame. To understand the purpose of the fire, it is possible to stabilize the flames in the high-pressure container. To stabilize the turbulent flames. The first stage of the chemical transformation is the として.り小のノズルバ-ナによってlaminar flow burning 焼実験も行った. Mixed 気としてメタン-empty 気 mixed 気を用い,大気尧から10気姧までambience囲気姧力を変化させて実験を行った.実験content and knowledge are as follows. (1) Angle method is required. The laminar flow combustion speed is the same as the pressure force of the laminar flow furnace - 2.5 multiplied by the ratio of the pressure, and the continuous combustion furnace is the same as the fire flame. The usefulness and validity of the よる実験 method are confirmed. (2) Turbulent flow characteristics of turbulent flow - turbulent flow of turbulent flow. The result of the hot-wire anemometer measurement is that the average flow rate is constant and the pressure is increased when the flow is large.クトルは, high frequency component of low が blunt がなり, より小さい乱れのhold つエネルギーがphase 対’s に大きくなることが confirmationされた.(3) Mixed させたturbulent flame にアルゴンイオンレーザのシート光をirradiationせたトモグラフィーLike をCCD カメラによりPhotography した. これをImage analysis して Average flame surface position を Find め, area method にThe relationship between the speed of turbulent combustion and the pressure and force of the turbulent flow is the result of the turbulent combustion, the speed of turbulent combustion is mixed and the chaos is strong, The dependence of the pressure on the atmosphere is large and the dependence is clear. The dependence of the atmosphere is reasonable. Confirmation of the importance of the study of the impact of the turbulent flow and the influence of the pressure on the turbulent flow. (4) Troubleshootingおよびシュリーレン Like をHigh-speed ビデオによりphotograph, Observe the results, Ambient 囲気姧力のincrease largeと公に火火面の変shapedは狭く,かつconvex and convex surfaceの様相が大きくdifferentなってろくることが明らかとなった.