Study on active combustion control technology using miniature jet actuator

微型射流执行机构主动燃烧控制技术研究

• 批准号: 23760184
• 负责人: SAIKI Yu
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23760184/
• 关键词: 噴流; 渦; 混合; 燃焼; 能動制御; レーザー計測

Micro gas turbines (MGT) for small-scale distributed generation systems are expected to play a major role in the future energy security with lower environmental impacts. However, small combustors for MGT are operated at low Reynolds numbers with a wide range of partial load, where it is difficult to maintain stable and clean combustion. In the present study, a methane-air coaxial jet flame, which is commonly used in gas turbine combustors, is actively controlled with miniature jet actuators installed on the inner surface of the coaxial nozzle. The periodic radial miniature jet injections are realized by using a rapid-response pneumatic servo-valve. By manipulating the large-scale vortical structures and the associated methane-air mixing with the actuators, it is demonstrated that flame holding and exhaust gas characteristics are drastically improved under different load conditions.

小型分布式发电系统中的微型燃气轮机（MGT）有望在未来的能源安全中发挥重要作用，同时降低环境影响。然而，用于MGT的小型燃烧室在低雷诺数和宽范围的部分负荷下操作，其中难以保持稳定和清洁的燃烧。在本研究中，甲烷-空气同轴射流火焰，这是常用的燃气涡轮机燃烧室，主动控制的微型射流致动器安装在同轴喷嘴的内表面。采用快速响应气动伺服阀实现了径向微射流的周期喷射。通过操纵大规模的旋涡结构和相关的甲烷-空气混合与致动器，它表明，火焰稳定和排气特性显着改善在不同的负载条件下。

项目成果

渦構造と混合過程の操作によるメタン・空気同軸噴流燃焼の能動制御

通过操纵涡流结构和混合过程主动控制甲烷/空气同轴喷射燃烧

• 发表时间: 2013
• 作者: C. Kramberger;F. Roth;R. Schuster;R. Kraus;M. Knupfer;E. Einarsson;S. Maruyama;D.J. Mowbray;A. Rubio;T. Pichler;齋木悠,名倉香純,石野洋二郎
• 通讯作者: 齋木悠,名倉香純,石野洋二郎

Active Control of Methane-Air Coaxial Jet Mixing and Combustion with Arrayed Miniature Jet Actuators

利用阵列微型射流执行器主动控制甲烷-空气同轴射流混合和燃烧

• DOI: 10.1299/kikaib.79.2384
• 发表时间: 2013
• 期刊: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS Series B
• 作者: Mitsuharu Chisaka;Tomohiro Iijima;Yuki Ishihara;Yuta Suzuki;Ryoji Inada and Yoji Sakurai;Ｙｕｋｉ Ueda;齋木悠,田中繁弘,服部駿也,石野洋二郎
• 通讯作者: 齋木悠,田中繁弘,服部駿也,石野洋二郎

微小噴流アクチュエータ群によるメタン・空気同軸噴流の能動制御

使用一组微射流执行器主动控制甲烷/空气同轴射流

• 发表时间: 2013
• 作者: 中村健太;上田祐樹;秋澤淳;齋木悠，田中繁弘，服部駿也，石野洋二郎
• 通讯作者: 齋木悠，田中繁弘，服部駿也，石野洋二郎

マイクロ噴流群による単軸円形噴流の大規模渦構造および混合の能動制御

利用微射流群主动控制大尺度涡结构和单轴圆形射流混合

• 发表时间: 2012
• 作者: P. Zhao;E. Einarsso;G. Lagoudas;J. Shiomi;S. Chiashi;S. Maruyama;田中繁弘，齋木悠，石野洋二郎
• 通讯作者: 田中繁弘，齋木悠，石野洋二郎

ミニチュア・アクチュエータ群を用いた選択的混合操作による模擬バイオマスガス燃焼の能動制御

使用微型执行器选择性混合操作来主动控制模拟生物质气体燃烧

• 发表时间: 2014
• 作者: Harish S;Ishikawa K;Chiashi S;Shiomi J;Maruyama S;名倉香純，齋木悠，石野洋二郎
• 通讯作者: 名倉香純，齋木悠，石野洋二郎