微粒子を含む予混合火炎の振動燃焼解析

含细颗粒预混火焰的振荡燃烧分析

• 批准号: 13750159
• 负责人: 花井 宏尚
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750159/
• 关键词: 微粒子; 火炎伝播; ふく射; 振動; 予熱; 平均ふく射吸収長さ

不活性の微粒子が均一に分散された予混合気中を伝播する火炎に対する数値解析結果は,ある条件下において火炎伝播速度が周期的に変動する特異な現象が存在し得ることを明らかにした.平成13年度に実施した数値計算結果は,この現象が,微粒子の熱吸収による火炎温度低下に伴う火炎伝播速度の低下と,微粒子間のふく射熱移動による未燃混合気の予熱に起因する火炎伝播速度の増大という2つの相反する火炎への作用の複合効果が原因であることを明らかにした.振動波長は,微粒子を考慮した予混合気の平均ふく射吸収長さに比例することが分かった.すなわち,振動波長は,予混合気中に存在する微粒子重量濃度が一定とすると,数密度が大きくなれば減少し,微粒子の直径が大きくなると増大する.また,粒子数密度が大きすぎる場合や小さすぎる場合,もしくは粒子直径が小さすぎる場合や大きすぎる場合には,計算結果に振動現象が現れなくなった.粒子のふく射率を下げると,粒子間のふく射熱移動量が減少するため,火炎伝播速度の最大および最小値は縮小され,振幅が小さくなった.同様に,理論当量比から当量比を減少させると火炎温度が低下し,粒子間のふく射熱移動量が減少するため振幅は小さくなった.このように,微粒子群火炎伝播の簡略化モデルとして,不活性微粒子を含む予混合火炎に対する数値解析モデルを用いることで,これまで微小重力実験において観察された固体燃料微粒子群の振動火炎伝播現象を数値的に明らかにし,振動現象が混合気の平均ふく射吸収長さで整理できることを示した.

在均匀分散的空气中传播的火焰的数值分析结果表明，可能存在一种奇异的现象，其中火焰传播速度在某些条件下定期变化。 2001年进行的数值计算结果表明，这种现象是由两种相反的火焰效应的综合作用引起的：火焰繁殖速度的降低是由于细颗粒的热量吸收热量引起的火焰温度降低以及火焰传播速度的增加而导致的，这引起了因良好的良好的颗粒而导致的良好的颗粒量引起的，因此受到良好的颗粒的良好转移。发现振动波长与考虑到细颗粒的预混合空气的平均辐射吸收长度成正比。换句话说，当预混合空气中存在的细颗粒的重量浓度是恒定的，并且当细颗粒的直径增加时，振动波长会降低。 ，如果颗粒数密度太大或太小，或者颗粒直径太小或太大，则计算结果中不再出现振动现象。当颗粒照射速率降低时，颗粒之间的传热量减少，最大和最小火焰传播速度降低，幅度降低。同样，当从理论当量比率降低等效比率时，火焰温度降低，并且颗粒之间的传热量减少，幅度降低。因此，通过使用数值分析模型将含有惰性细颗粒作为粒子组火焰传播的简化模型的预混合火焰模型，我们在数值上揭示了固体燃料细颗粒的振动火焰传播现象，直到现在到现在为止，并表明振动现象可以通过平均速度的放射线来巩固振动现象。