伸長率勾配を有する場における対向流火炎の局所構造の解明

• Project/Area Number: 16760147
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Thermal engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 滝田 謙一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80282101)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2004: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 燃焼 / 消炎 / 対向流火炎 / 乱流火炎

Research Abstract

斜め対向流バーナを用いて、伸長率勾配を有する場にエッジフレームを形成し、実験およびスーパーコンピュータを用いて3次元数値解析により、その特性を調べた。まず、バーナ出口流速を固定して、定在エッジフレームを形成し、その特性を調べた。実験結果において、ルイス数が1より小さい希薄メタン及び過濃プロパンのエッジフレームのエッジ部分においては火炎が強化されていること、一方、ルイス数が1より大きい過濃メタン及び希薄プロパンのエッジ部においては火炎強度が低下していることを明らかにした。この傾向は、同時に行った3次元数値解析においても再現することができた。さらに、実験において観察された低伸長率側で現れた火炎エッジ部の形成要因がバーナ端面への熱損失であることが、数値解析により解明された。
定在エッジフレームの特性に引き続き、バーナ出口流速を連続的に変化させた時のエッジ部の動的挙動の調査を行った。任意の位置にエッジフレームを定在させたのち、徐々にバーナ出口流速を変化させて、対応するエッジ部の移動速度を調べた。バーナ出口流速を増加させた時のエッジ部の低伸長率側への移動速度(消炎モード)が、バーナ出口流速を減少させた時のエッジ部の高伸長率側への移動速度(着火モード)より大きいことを明らかにした。また、着火モードにおけるエッジ部の火炎輝度が定在時よりも強くなっていること、一方、消炎モードにおけるエッジ部の火炎輝度が定在時よりも弱くなっていることも明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] Numerical study of premixed twin edge flames in a counterflow field (2006)
  • Author(s): Seong-Jin Cho, Kenichi Takita
  • Journal Title: Combustion and Flame 144巻 Pages: 370-385