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管状火炎による高速気流中での火炎の安定化

管状火焰高速气流中的火焰稳定性

基本信息

批准号：
11875218
负责人：
石塚悟
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度は、管状火炎を高速気流中での火炎の安定化の手段として利用する方法を提案し、管状火炎の当量比を0.9以上に設定することで、極めて容易に現装置で可能な140m/sの流速までプロパンのノズル火炎を保炎できることを示した。今年度は、その保炎機構を明らかにする目的で、温度分布を測定し、その熱的構造を調べた。温度の測定には、二酸化ケイ素で被覆したPt/Pt-13%Rhの熱電対を管状火炎バーナ直上に設置し、半径方向の温度分布を測定した。まず、管状火炎で安定化された過濃混合気のノズル火炎の温度分布を測定した。その結果、管状火炎のみの場合に比べ中心軸側に温度の高い領域が形成され、ノズル混合気中の余剰の燃料と管状火炎側混合気の余剰酸素との間に燃焼が起きて、厚い反応帯が形成され、燃焼が非常に安定に行われていることが確かめられた。次に、それのみでは安定に存在できない当量比Φ_n=1.0の理論混合気について、管状火炎で保持した場合の温度分布を流速を順次速くして(V_n=55,94,131m/s)測定した。その結果、遅い流速(V_n=55m/s)では、温度分布は上記の場合とほぼ同様であるが、流速を上げる(V_n=94m/s)と、最高温度は約1400℃と維持されるものの、いわるゆ限界火炎温度1200℃以上の高温領域の厚みが減少し、現装置の最高速度(V_n=131m/s)では、この高温領域が非常に薄くなって、管壁側、中心部側への温度勾配が著しく増加し、反応領域からの熱損失が増大していることがわかった。したがって、1200℃以上の高温領域が厚く形成され、この領域両側の管壁側から中心軸側にかけての温度分布が上に凸となって反応帯からの熱損失が少ないことが管状火炎による火炎安定化にとって重要であることが明らかになった。

A method for stabilizing a tubular flame in a high-speed gas flow was proposed last year. The equivalence ratio of the tubular flame was set to 0.9 or more. The device was easy to display. The flow velocity of 140m/s was possible. This year, the company's thermal protection agencies have a clear goal of measuring temperature distribution and adjusting the structure of heat. Temperature measurement of Pt/Pt-13%Rh and Pt/Pt-13%Rh The temperature distribution of the tube flame was determined by the temperature distribution of the tube flame. As a result, the temperature of the tubular flame is higher than that of the central axis, and the residual fuel in the mixed gas is higher than that of the tubular flame. The combustion is very stable. In addition, the temperature distribution in the case of theoretical mixing and tubular flame retention was measured at sequential velocities (V_n=55,94,131m/s). Results, flow rates (V_n=55m/s)(V_n=94m/s), the maximum temperature is about 1400℃, the thickness of the high temperature region above 1200℃ decreases, the maximum speed of the device (V_n=131m/s), the temperature of the high temperature region is very thin, the temperature of the tube wall side and the center side increases, and the heat loss of the reverse region increases. The temperature distribution on the tube wall side and the central axis side of the high temperature region above 1200℃ is convex and the heat loss on the tube wall side and the central axis side is small.