ソノプロセスを用いた気液異相緩和による液体燃料燃焼の高度化に関する研究

声波气液异相弛豫促进液体燃料燃烧的研究

基本信息

  • 批准号:
    03J00917
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

燃焼反応を伴うエネルギー変換機器で使用される液体燃料の中でも、エネルギー密度の高いものは一般的に蒸気圧が低い。その液物性ゆえに、噴霧液滴群の燃焼反応では火炎中に局所高温帯が高確率で局在し、窒素酸化物の濃度の増加を促進するということが問題点とされてきた。本研究では、高エネルギー変換効率、低NOx, CO性の観点からソノプロセス(超音波技術)を導入した気化燃焼プロセスを提案した。本年度は以下の項目について実験的検討および理論的考察を行いそれぞれ新たな学術的知見を得た。1.液体燃料燃焼用のバーナ構造について、燃焼エネルギーの輻射還流による気化潜熱の補填を目的とした多穴体セラミックバーナの火炎安定化機構を工学的見地より解析し、希薄域での安定燃焼範囲の拡大させうる効果をしめした。2.また瞬時的な可燃予混合気の形成を目的として、液体燃料への超音波照射効果を検討した。実験的検討の結果、気液界面におけるレイリー・テイラーの不安定性に起因する微視的な分子の表面吸着の促進により、特定燃料成分の選択的な物質移動が認められた。これにより超音波照射による燃焼法に最適な燃焼装置の設置指針を得た。3.超音波照射による燃焼法を行う燃焼器を試作し、燃焼反応による、OH, CHラジカル種の発光の変化から燃焼の不均一性を検討した。レーザ計測により燃焼器依存の流れを特定し、予混合気生成過程が燃焼反応に対して顕著に影響することが示唆された。4.上記基礎的結果に基づいた当該超音波照射による液体燃料燃焼法によってNOx, CO等の排出を測定した結果、均一燃焼が安定して継続する範囲で、現行の低いNOxボイラの排出規制値を大きく下回る燃焼装置の開発に至った。
The combustion reaction is accompanied by a change in the temperature of the liquid fuel used in the machine. The temperature of the liquid fuel is high, and the temperature of the liquid fuel is low. The properties of the liquid and the combustion reaction of the spray droplets are high in temperature and high in accuracy. The increase in the concentration of the acid compounds is a problem. This study is aimed at improving the efficiency of combustion, low NOx and CO emission. This year, the following projects have been carried out to explore new academic insights. 1. The purpose of the structure design for liquid fuel combustion, the radiation return of combustion process, the compensation of latent heat of combustion, the analysis of the engineering concept of multi-cavity combustion stabilization mechanism, and the effect of stable combustion range in thin regions are discussed. 2. To investigate the effects of ultrasonic irradiation on the formation of combustible mixtures and liquid fuels. The results of this investigation, the causes of instability at the gas-liquid interface, the promotion of surface adsorption of molecules, and the selective movement of specific fuel components were identified. The ultrasonic irradiation method is used to optimize the setting of the combustion device. 3. The combustion method of ultrasonic irradiation is used to investigate the combustion heterogeneity of the burner. The measurement of combustion depends on the flow characteristics of the mixture, and the influence of the mixture on the combustion reaction. 4. The above results are based on the measurement results of NOx, CO and other emissions by the liquid fuel combustion method under ultrasonic irradiation, the stability of homogeneous combustion, and the development of the combustion device under the current low NOx emission regulation.

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
液体燃料燃焼装置
液体燃料燃烧设备
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Fuse, N.Kobayashi, M.Hasatani: "Performance of flammability and NOx emission in premixed oil burner using ultrasonic atomization"Journal of Chemical Engineering of Japan. 36. 852-859 (2003)
T.Fuse、N.Kobayashi、M.Hasatani:“使用超声波雾化的预混油燃烧器的可燃性和 NOx 排放性能”日本化学工程学报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
超音波印加型セラミックバーナの蒸発燃焼特性
超声波陶瓷燃烧器的蒸发燃烧特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    布施卓哉;小林敬幸;架谷昌信
  • 通讯作者:
    架谷昌信
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    $ 1.22万
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