平衡／非平衡プラズマの併用による超音速流中での着火・燃焼促進

使用平衡/非平衡等离子体的组合促进超音速流中的点火和燃烧

• 批准号: 23360375
• 负责人: 滝田 謙一
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23360375/
• 关键词: 燃焼; 流体; プラズマ; 着火; スクラムジェット; DBD

本研究は，平衡（熱）プラズマと非平衡（低温）プラズマの併用により極めてエネルギ効率の高い着火・燃焼促進技術の新規開発を目的とする。平成24年度は　①平衡／非平衡プラズマを併用した着火システムによる着火・燃焼実験，②プラズマ及び火炎の光学計測，③プラズマ反応のモデリング，④３次元燃焼解析コードを用いたプラズマ着火の数値シミュレーション　の実施を計画し，以下の成果を得た。①については，プラズマジェット（PJ)トーチと誘電体バリア放電（DBD）を併用した着火システムを用いて，水素及び炭化水素を燃料とする着火・燃焼実験を行った。その結果，水素燃料についてはDBD装置の併用による着火促進効果が見られた。しかしスクラムジェットの代表的な炭化水素燃料であるエチレンに対しては，目立った着火促進効果を捉えることができなかった。②については今年度は実施しなかった。③については，空気中でDBD装置を作動させた場合に，多く生成されることが知られているオゾンを燃焼機構に加えて着火遅れ時間の解析を行い，上記①で観測されたエチレン燃料に対してDBD装置を併用しても着火促進効果がほとんど見られない原因を探った。④については水素燃料について，DBD装置の作動を模擬するオゾン添加を行う領域とオゾン添加濃度を変化させた計算を行った。その結果，断面全域に平均的にオゾンを加えた場合と同等の着火促進効果を，噴射孔側の壁面付近に集中的にオゾンを供給することができ，より効率的にオゾンの着火促進効果を得られることを見出した。

This study aims at the development of a new regulation of combustion promotion technology with high combustion efficiency and high temperature equilibrium (thermal) and non-equilibrium (cryogenic). In 2004, the following results were obtained: ① balanced/unbalanced combustion conditions, ② optical measurement of combustion conditions, ③ optimal combustion conditions, ④ three-dimensional combustion analysis, and the implementation plan of combustion conditions. (1) The combination of water and carbonized water in the combustion process. As a result, the combination of water fuel and DBD devices has been shown to promote fire. The representative of carbonized water fuel is to promote the development of fire. 2. This year's event will be held. (3) In case of DBD device actuation in air, multi-fuel generation and analysis of combustion mechanism and fire time are carried out, and the reasons for fire promotion and effect of DBD device are explored. 4. The operation of DBD device is simulated by adding water to fuel. The calculation of concentration is carried out. As a result, the cross-section is averaged and the fire promotion effect is equal.

项目成果

超音速流におけるプラズマジェットによる着火過程の分光計測

超音速流中等离子射流点火过程的光谱测量

• 发表时间: 2011
• 作者: 国富誠一;松原慶典;滝田謙一;升谷五郎
• 通讯作者: 升谷五郎

メタンを作動ガスに含むプラズマジェットによる着火の数値解析

以甲烷为工作气体的等离子射流点火的数值分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 車田健太郎;渡部潤也;滝田謙一;升谷五郎
• 通讯作者: 升谷五郎

Three-dimensional analysis with detailed chemical kinetics on plasma ignition in a supersonic flow

超音速流中等离子体点火的详细化学动力学三维分析

• 发表时间: 2012
• 作者: Mizuno T;Takewa Y;Sumikura H;Ohnuma K;Moriwaki T;Yamanami M;Oie T;Tatsumi E;Uechi M;Nakayama Y;Seiichi Kunitomi; Junya Watanabe; Kenichi Takita; Goro Masuya
• 通讯作者: Seiichi Kunitomi; Junya Watanabe; Kenichi Takita; Goro Masuya

超音速流中における平衡／非平衡プラズマの併用による燃焼促進技術の開発

超音速流中平衡/非平衡等离子体相结合的助燃技术开发

• 发表时间: 2012
• 作者: 溝口 琢郎;兒島 孝明;人見 清隆;中野 秀雄.;Tomoo Mizugaki; Racha Arundhathi; Takato Mitsudome; Koichiro Jitsukawa; Kiyotomi Kaneda;内藤正樹，松原慶典，滝田謙一，升谷五郎
• 通讯作者: 内藤正樹，松原慶典，滝田謙一，升谷五郎

Ignition of hydrogen and hydrocarbon in a supersonic flow by simultaneous operation of DBD and PJ

DBD 和 PJ 同时运行在超音速流中点燃氢气和碳氢化合物

• 发表时间: 2012
• 作者: Masaki Naito;Kenichi Takita;Goro Masuya
• 通讯作者: Goro Masuya