マイクロフレーム形成のための分子拡散作用が与える拡散火炎構造の実験的研究

分子扩散引起的扩散火焰结构微框架形成的实验研究

• 批准号: 06750219
• 负责人: 井田 民男
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kinki University Technical College
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750219/
• 关键词: 乱流拡散火炎; 火炎構造; ガス燃焼; 乱れスケール; 微視的構造; 階層構造; レイリー散乱; 情報エントロピー

乱流拡散火炎は、工業的に最も多く利用され、熱エネルギーの生産に多大な貢献をしているにもかかわらず、その火炎構造と燃焼工程があまりにも複雑なため、基礎的な立場から明確に理解されていない部分を数多く残している。このため合理的な燃焼法の追求がなされぬまま実用に供されている機器も数多くあり、エネルギー有効利用・環境浄化の点から改善を迫られている。本研究では、円形バ-ナを用い軸対称乱流拡散火炎を炭化水素系燃料により周囲空気流中に形成し、超高速ビデオカメラにより空間火炎混合過程の時間的な変化を可視化し理解することを目的とした。さらに、乱流拡散火炎の階層構造に着目し、その巨視〜微視的な観察スケールでの混合過程とそのつながりを理解することを目的とし、基礎的なデータと新しい知見を報告する。巨視的観察スケールでは、瞬間火炎発光像より火炎形状を抽出し、幾何学的混合過程を定量解析するためにフラクタル解析および幾何学的固有値の変化より火炎形状の時間的変化を具体的に検討した。局所的観察スケールでは、レーザ・シート法によるラグランジュ的粒子追跡法と瞬間火炎発光像による火炎形状の抽出法の複合計測を行い、乱流拡散混合過程のパターンを周囲空気流と火炎形状の変化より可視化し運動学的観点から定量解析を試み、秩序構造の存在を示唆した。微視的観察スケールでは、周囲空気流中に添加した1粒子をラグランジュ的に追跡し、階層構造の存在を示唆した。さらに、乱流拡散火炎構造の階層的なつながりの本質を理解するために、微視的火炎構造がどの様に局所さらに巨視的火炎構造に影響を与えているのかを知るために、高速度ビデオシステムを用い従来1点計測で用いた測定体積内をLRSにより空間的に捉え、微視的火炎構造の定量的な解析を行った結果を報告した。実験は、微視的な瞬間2次元温度分布の時系列変化を捉え、1点計測結果と比較することによりその基本的構造の特徴を抽出した。さらに、テクスチュア解析およびテクスチュア勾配解析により空間火炎構造の各領域での特徴を定量解析し、情報エントロピー解析によりその存在確率を求め、空間火炎構造のつながりについて検討した。

Turbulence of scattered fire inflammation は, industrial company, the most も に く use さ れ, hot エ ネ ル ギ ー の production に な much contribution を し て い る に も か か わ ら ず, そ の と burning fire inflammation structure 焼 engineering が あ ま り に も complex 雑 な た め, basic な position か ら に clearly understand さ れ て い な い part を more く residual し て い る. こ の た め reasonable な combustion 焼 method の pursuit が な さ れ ぬ ま ま be used for さ に れ て い る も machine more く あ り, エ ネ ル ギ ー a sharper use, environmental incorporated の point か ら improve forced を ら れ て い る. This study で は, has drifted back towards &yen; バ - ナ を with い shaft says turbulence company, spread the fire inflammation を seaborne coking water element is fuel に よ り weeks 囲 empty に form し 気 stream, super-fast ビ デ オ カ メ ラ に よ り space fire inflammation の mixing process time な variations change を visualization し understand す る こ と を purpose と し た. さ ら に, turbulence company, fire inflammation の class structure に mesh し, そ の macroscope ~ micro visual な 観 examine ス ケ ー ル で の mixture と そ の つ な が り を understand す る こ と を purpose と し, basic な デ ー タ と new し い knowledge を report す る. The macroscope 観 examine ス ケ ー ル で は, instant fire inflammation 発 light like よ り fire inflammation shape を drew し, mixing process of geometry を quantitative analytic す る た め に フ ラ ク タ ル parsing お よ び geometry on the inherent numerical の variations change よ り fire inflammation shape の time variations of the specific に を beg し 検 た. Bureau of 観 examine ス ケ ー ル で は, レ ー ザ · シ ー ト method に よ る ラ グ ラ ン ジ ュ particle tracing method と instant fire inflammation 発 light like に よ る fire inflammation shape の extraction method の composite measuring line を い, turbulence company mixture の パ タ ー ン を weeks 囲 気 air flow と fire inflammation shape の variations change よ り visualization し kinematics 観 point か ら quantitative analytic を try を の み, order structure exists Quote た. Micro visual 観 examine ス ケ ー ル で は, zhou 囲 に add empty 気 stream し た 1 particle を ラ グ ラ ン ジ ュ に of tracing し, class structure exist の を in stopping し た. さ ら に, turbulence company, fire inflammation tectonic の class な つ な が り を understanding of nature of の す る た め に, micro visual fire inflammation structure が ど の others に bureau さ ら に macroscope fire inflammation influence に を and え て い る の か を know る た め に, high speed ビ デ オ シ ス テ ム を with い 従 to 1 point measuring で with い た measurement volume を the LRS に よ り に catch え, micro visual space <s:1> quantitative な analysis を rows った results を report った た た of the fire structure. Be 験 は, micro な moment when two dimensional temperature distribution の series - を catch え, 1 point measuring results と す る こ と に よ り そ の basic tectonic の 徴 を spare し た. さ ら に, テ ク ス チ ュ ア parsing お よ び テ ク ス チ ュ ア analytical に hook with よ の fire inflammation り space structure in various fields で の, 徴 を quantitative analytic し, intelligence エ ン ト ロ ピ ー parsing に よ り そ の existence of probabilistic を め and space fire inflammation tectonic の つ な が り に つ い て beg し 検 た.

项目成果

井田民男: "超高速ビデオシステムによるラグランジュ的時系列乱流拡散混合過程の実験的研究" 日本機械学会論文集B編. (掲載予定). (1994)

Tamio Ida：“使用超高速视频系统进行拉格朗日时间序列湍流扩散混合过程的实验研究”，日本机械工程学会会刊，B 卷（待出版）（1994 年）。

井田民男: "乱流拡散火炎における局所混合過程の秩序構造に関する研究" 化学工学学会第59年会講演要旨集. 280-280 (1994)

Tamio Ida：“湍流扩散火焰中局部混合过程的有序结构的研究”化学工程师学会第 59 届年会记录 280-280 (1994)。

井田民男: "乱流拡散火炎の乱れ構造とその相似性に関する実験的研究" 日本機械学会論文集B編. 61-582. 386-393 (1994)

Tamio Ida：“湍流扩散火焰的湍流结构及其相似性的实验研究”，日本机械工程师学会会刊，B 版 61-582（1994 年）。

井田民男: "空間〜時間2点相関による乱流拡散火炎構造の実験的研究" 日本機械学会論文集B編. (掲載予定). (1994)

Tamio Ida：“基于时空两点相关性的湍流扩散火焰结构的实验研究”，日本机械工程学会论文集，B版（待出版）（1994年）。

井田民男: "乱流拡散火炎の局所混合過程におけるパターン解析" 第32回燃焼シンポジウム前刷集. 480-482 (1994)

Tamio Ida：“湍流扩散火焰局部混合过程的模式分析”第 32 届燃烧研讨会预印本集 480-482（1994 年）。