高温燃焼ガス中に噴射された予混合気流の着火・燃焼挙動の観察

注入高温燃烧气体的预混气流点火和燃烧行为观察

基本信息

批准号：
13750182
负责人：
渕端学
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kinki 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

项目摘要

炉内は,通常高温の既燃ガスが充満もしくは循環している.そこに噴射された予混合気の噴流(もしくは噴流界面)が着火と消炎を繰り返す,もしくは浮き上がりと再付着を繰り返すという振動燃焼の機構は,概念的には広く受け入れられている.しかし,その詳細なメカニズムと発生条件が明確化されているとは言えない.本研究は,予混合噴流の着火・燃焼挙動を観察することにより,着火機構や過渡的な火炎構造に関する知見を得ることを目的とする.本年度は着火現象に同期した温度計測,火炎発光計測を行い,着火時の燃焼反応進行過程を観察した.その結果,以下のよう過去とが分かった.噴流先端部分の予混合気塊は定常流が形成されている場合よりも強いせん断混合を受けるため,層流火炎面を形成できず,周囲既燃ガス流との混合により分散反応的に燃焼する.層流火炎構造は噴流先端より少し後流の位置で,ノズルから少し離れた位置(50〜150mmで主流当量比によって異なる)で最初に形成され,そこから上流方向に伝播して行ったのち,乱流遷移して定常なしわ状層流火炎を形成する.この際の火炎伝播速度は,最初に伝播火炎が形成される付近では早く,噴流全体に伝播火炎が広がっていく過程では少し減速するような挙動となる.これは,伝播火炎発生初期には,その近傍に予混合気と周囲既燃ガスとの混合層が形成されており,局所的に燃焼速度の速い混合気が形成されているため,瞬間燃焼速度が速くなると考えられる.通常の乱流燃焼において,乱れによる局所消炎とそれに続く再着火の際の燃焼速度の増減が,振動燃焼のきっかけや,燃焼騒音の発生原因となっていることが推測された.

炉子通常用热燃烧气体充满或循环。振动燃烧的机制在振动空气的喷射（或喷气界面）注入了振动燃烧机理的概念上，其中射流（或喷气界面）反复点燃，熄灭，或浮动和浮力和reattach，均未接受概念上的接受。但是，不能说详细的机制和发电条件可以澄清。这项研究旨在通过观察预混合喷气的点火和燃烧行为来获得有关点火机制和瞬态火焰结构的知识。今年，与点火现象同步进行温度测量，并观察到点火时的燃烧反应进程的过程。结果，我们发现过去如下。与形成稳态流相比，射流尖端的预混合空气质量要进行更强的剪切混合，并且无法形成层状火焰表面，并且与周围燃烧的气流的混合分散。层状火焰结构首先是从喷射尖端略微清醒的位置形成的，略微远离喷嘴（取决于主流等效的比率在50至150毫米之间），然后从那里沿上游方向传播，然后湍流过渡以形成稳定的凹断性的laminar laminar火焰。此时火焰传播速度在繁殖火焰的附近很快，并且在整个喷气机中散布传播火焰的过程中略有减慢。人们认为这是在繁殖火焰的早期阶段，预混合空气的混合层和周围的燃烧气体在附近形成，并且形成了局部高燃烧速度的混合物，因此瞬时燃烧速度增加了。在正常的湍流燃烧中，由于湍流和随后的重新点燃而引起的局部灭绝可能会导致振动燃烧并导致燃烧噪声。