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安定な噴流浮き上がり火炎形成のための支配因子の選定とその最適条件

选择稳定射流上升和火焰形成的控制因素和最佳条件

基本信息

批准号：
17760154
负责人：
廣田光智
金额：
$ 2.24万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

同軸噴流バーナを用いたメタン・空気噴流浮き上がり火炎を対象に,安定化に影響する因子を明確化し,その最適条件と火炎制御手法の確立への指針を示すことを目的として,実験と数値計算を行った.実験は,レーリー散乱法、アセトンPLIF(平面レーザ誘起蛍光法)を用いて火炎前方の未燃燃料濃度分布,PIV(粒子画像流速計)を用いて火炎前方の流速分布を測定した.計算は,総括反応モデルあるいはスケレタル簡略化反応モデルを含む二次元の軸対称計算コードを用いた.これより,以下のような結果を得た.定常火炎の火炎最上流端に着目して,火炎に流入する混合気の濃度こう配をゼロから増加させると(吹き飛び限界付近の火炎を模擬),燃焼速度は増加した.その後,さらに濃度こう配を増加させると(安定な浮き上がり火炎を模擬),燃焼速度は減少して一定値に漸近した.このとき火炎は,後流側の輝炎の発光が強くなり,すすなどの排出が増加した.この傾向は計算でも同様であった.これらのことから,噴流型バーナにおいて浮き上がり火炎の吹き飛び付近の安定限界を制御する場合,火炎前方の流速に変化を与えることが有効である.また安定な浮き上がり火炎では,火炎前方の混合を促進させることで,有害排出ガスの生成を抑えられる可能性を示唆している.そこで,これらの二つの効果を同時に与えることが期待できる,高周波音響振動を火炎前方に与えて,準定常状態の火炎挙動を観察した.そゐ結果,浮き上がり高さが低下して安定性が向上し,吹き飛び限界が拡大した.また,輝炎の発光が減少し,前方での混合が促進されていることがわかった.これはアセトンPLIFの結果からも確認できた.このように,安定限界の向上は実現できたが,排出ガスとの関連が不明瞭なため,今後,CO, NOxなどの有害排出ガスと高周波音響振動による制御との相関を調べる必要がある.

The coaxial jet flow is used and the air jet floats on the flames, and the influence of the stabilization factor is clarified. , the establishment of the optimal condition and the fire control technique, the pointer, the purpose, the calculation of the numerical value, the execution of the value. 実験は, レーリーdispersion method, アセトンPLIF (planar レーザinduced light method), using the concentration of unburned fuel in front of the flame Distribution, PIV (Particle Imaging Velocity Meter) is used to measure and calculate the flow velocity distribution in front of the fire, and the calculation is based on the reaction methodいはスケレタルsimplified inverse モデルをcontains the むtwo-dimensional axis coordinate calculation コードを using いた.これより, the following のようなThe result is obtained. The upper end of the constant fire flame is set in the eye, and the flame flow is mixed and the concentration is increased.させると(Blow きfly び limit close のfire を simulation), burning speed は increase increase した. その after, さらに concentration こう match を increaseさせると( stabilized floating き上がり火火を simulation), the burning speed は decreases して a certain value に asymptotic した. このとき火火は, after The flow side of the fire is strong and the light is strong, and the discharge is increased and the tendency is calculated.のことから, jet type バーナにおいて上がり火火のBLOW き飞び Pay close の stable limit をcontrol する occasion, in front of the flames The flow rate of the square is changed and the flow rate is effectively changed. The flow rate is stabilized and the flames are mixed and the fire is promoted.せることで, Harmful discharge ガスの generates をえられる possibility をshows している. そこで, これらの二つのeffect を same Time is waiting for you, high-frequency sound vibration is in front of the flames, and the flames are moving in a quasi-steady state. .そゐRESULT, FURTHER UP がり HIGH さが LOW して STABILITY が UP し, BLOW き FLY び LIMIT が拡大した . また , Brilliance の発光が reduce し, the front での mix が promote されていることがわかった. これはアセトン PLIF の results からも confirmationできた.このように, the stable limit of the upper は実appears できたが, the discharge of the ガスとのconnection が is unclear なため, from now on, CO, The harmful emissions of NOx are controlled by the high-frequency acoustic vibration control and the related adjustments are necessary.