世界初の高温予混合燃焼の実現とその詳細火炎構造の解明

世界首次实现高温预混燃烧并阐明其详细火焰结构

基本信息

  • 批准号:
    18860047
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.74万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2006 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

高温かつ希薄な予混合気を形成し燃焼させる高温予混合燃焼が実現すれば,すすおよび窒素酸化物(NO_x)排出が大幅に抑えられるため,環境負荷低減のために極めて重要な技術課題である.そこで,本研究においては,高温予熱空気および燃料を燃焼器に供給する前に完全に予混合して高温予混合乱流燃焼を実現させることを目指し,燃料と空気を着火遅れ時間内に急速に予混合させる急速混合ノズルを組み込んだ高温予混合燃焼バーナを開発し,1173Kの温度を持つ高温予混合気の形成に成功した.また,高温予混合気による乱流火炎の諸特性を詳細に調べ,常温予混合気による乱流火炎と比較した結果,以下の知見を得た.(1)予混合気温度の上昇に伴い,希薄消炎限界領域が著しく広くなるため,低酸素濃度,低当量比での燃焼が可能となり,未燃予混合気と既燃ガスの密度比が1.15程度の極めて低い密度比の火炎が形成できた.また,希薄消炎限界の混合気による乱流火炎温度は1400K程度で非常に低く,サーマル窒素酸化物(NO_x)排出の大幅な低減が期待できる.(2)本高温予混合燃焼バーナにおける流れ場と燃焼は循環流に支配され,既燃ガスからの熱および活性化学種が未燃領域に激しく再循環することによってwell stirred reactorの火炎構造を呈するため,平均温度は低く温度変動も小さい静かな燃焼を実現している.(3)乱流予混合火炎の構造が遷移する境界条件の無次元数であるカルロビッツ数の値は混合気温度によって大幅に異なることが明らかとなった.
High temperature mixing combustion is an important technical problem for reducing environmental load. In this study, the high temperature preheated air and fuel were completely mixed before being supplied to the burner, and the high temperature mixed turbulent combustion was realized. In this study, the fuel and air were rapidly mixed during the ignition time. The rapid mixing was successfully formed at a temperature of 1173K. The characteristics of turbulent flame mixed at high temperature were adjusted in detail. The results of turbulent flame mixed at room temperature were compared. The following conclusions were obtained. (1)For mixed gas temperature rise accompanied by medium, hope thin anti-inflammatory limit area is high, low acid concentration, low equivalence ratio combustion is possible, unburned mixed gas, already burned density ratio is 1.15 degree extremely low density ratio combustion is formed. The temperature of turbulent flame is very low at 1400K, and the emission of nitric oxide (NO_x) is greatly reduced. (2)The high temperature mixed combustion is controlled by circulating ocean currents, the combustion is hot and the active chemical species are excited in the unburned region, the recirculation is well stirred reactor and the combustion structure is formed, the average temperature is low, the temperature changes are small, and the static combustion is realized. (3)Turbulence mixed with flame structure migration boundary conditions of dimensionless number, mixing temperature, large difference, bright light

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
気体燃料と高温予熱酸化剤との急速混合により形成される乱流予混合火炎の希薄消炎限界および火炎特性
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対向噴流バーナに形成される乱流予混合火炎の火炎構造
对流燃烧器中形成的湍流预混火焰的火焰结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安鐵朱;赤松史光;香月正司;北島暁雄;野口佳樹
  • 通讯作者:
    野口佳樹
急速混合による乱流準予混合火炎の火炎構造
快速混合引起的湍流半预混火焰的火焰结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安鐵朱;赤松史光;香月正司
  • 通讯作者:
    香月正司
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安 鐵朱其他文献

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    $ 1.74万
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