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A study on the optimum flame size and Karlovitz number to improve the burning velocity for meso-scale spherical laminar flames

Research Project

Project/Area Number 25420162
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

NAKAHARA Masaya  愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (20315112)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) MUKASA Shinobu  愛媛大学, 大学院理工学研究科, 講師 (20284391)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2015: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords予混合燃焼 / 微小火炎 / 燃焼速度 / 火炎サイズ / 火炎伸長 / ルイス数 / マークスタイン数 / 熱工学 / 予混合火炎 / 燃焼促進 / 水素 / 希釈ガス / 火炎伸長度
Outline of Final Research Achievements

This study is performed to experimentally investigate the factors that determine the optimum flame radius and Karlovitz number to improve the burning velocity of meso-scale spherical laminar flames in the range of flame radius < about 5mm, in an attempt to establish combustion enhancement methods of meso-scale flames.
As a result, it was found that the observed optimal values are little dependent on the laminar burning velocity or characteristic chemical time, but much more on the fuel types, dilution gas types and the equivalence ratio. We also proposed a method to estimate the increase in the burning velocity and equivalence ratio caused by molecular diffusion effect. Finally, it became clear that the Lewis number and the Karlovitz number play important roles in the determination of the burning velocity of meso-scale flames.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Effect of Dilution Gas on Burning Velocity of Hydrogen-Premixed Meso-scale Spherical Laminar Flames2015

    • Author(s)
      Masaya NAKAHARA, Fumiaki ABE, Kenichi TOKUNAGA, Atsushi ISHIHARA
    • Journal Title

      Proceedings of the Combustion Institute

      Volume: 35 Issue: 1 Pages: 639-645

    • DOI

      10.1016/j.proci.2014.05.050

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 水素-酸素-アルゴン理論混合気の乱流燃焼速度に与える局所燃焼速度特性の影響2013

    • Author(s)
      中原 真也,西部 祥平,松尾 佳憲,大元 喜雄,阿部 文明
    • Journal Title

      日本機械学会論文集B編

      Volume: 79-804 Pages: 1675-1684

    • NAID

      130003374891

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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A STUDY ON TURBULENT BURNING VELOCITY FOR LEAN HYDROGEN-PROPANE-AIR MIXTURES BASED ON LOCAL FLAME DISPLACEMENT VELOCITY2016

    • Author(s)
      M. Nakahara, F. Abe, K. Tokunaga, A. Ishihara
    • Organizer
      the First Pacific Rim Thermal Engineering Conference
    • Place of Presentation
      Hawaii's Big Island(USA)
    • Year and Date
      2016-03-13
    • Related Report
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超希薄水素-プロパン混合気の微小球状層流火炎の燃焼速度特性に関する実験的研究2016

    • Author(s)
      図子和樹,池上航,柳原至,小山健人,中原真也,阿部文明,徳永賢一
    • Organizer
      日本機械学会 中国四国支部卒業論文発表会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県・松山市)
    • Year and Date
      2016-03-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] An Experimental Study on Burning Velocity Characteristics for Meso-scale Propagating Spherical Laminar Flames of Stoichiometric H2-O2-Dilution Gas Mixtures2015

    • Author(s)
      Wataru Ikegami, Masaya Nakahara, Itaru Yanagihara, Fumiaki Abe
    • Organizer
      The 4th Joint Conference on Renewable Energy and Nanotechnology
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県・松山市)
    • Year and Date
      2015-12-05
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    • Int'l Joint Research
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    • Author(s)
      池上航,中原真也,柳原至,阿部文明
    • Organizer
      第53回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2015-11-16
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      中原真也,池上 航,柳原至,阿部文明
    • Organizer
      日本機械学会 熱工学コンファレンス2015
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2015-10-24
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  • [Presentation] 超希薄プロパン-二酸化炭素-酸素予混合微小球状伝ぱ火炎の燃焼速度特性に関する実験的研究2015

    • Author(s)
      柳原至,池上航,中原真也
    • Organizer
      日本機械学会 西日本エンジンシステム研究会 2015年 夏季セミナー
    • Place of Presentation
      山口県由宇青少年自然の家(山口県・岩国市由宇町)
    • Year and Date
      2015-09-11
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    • Author(s)
      中原 真也,丸山 勇太,池上 航,阿部 文明
    • Organizer
      第52回日本伝熱シンポジウム
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県・福岡市博多区)
    • Year and Date
      2015-06-05
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  • [Presentation] 水素-酸素-希釈ガス理論混合気の微小球状伝ぱ層流火炎の燃焼速度特性に関する実験的研究2015

    • Author(s)
      中原真也,丸山勇太,池上 航,阿部文明
    • Organizer
      第52回日本伝熱シンポジウム
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡市・福岡市博多区)
    • Year and Date
      2015-06-03
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    • Author(s)
      丸山 勇太,中原 真也,池上 航,阿部 文明
    • Organizer
      第52回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山コンベンションセンター (岡山県・岡山市北区)
    • Year and Date
      2014-12-03
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] メタン理論予混合微小球状伝ぱ層流火炎の燃焼促進に関する実験的研究2014

    • Author(s)
      中原 真也,丸山 勇太,池上 航,阿部 文明
    • Organizer
      熱工学コンファレンス2014
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学 豊洲キャンパス (東京都・江東区)
    • Year and Date
      2014-11-08
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 水素-酸素-希釈ガス微小球状伝ぱ火炎の燃焼特性に及ぼす層流燃焼速度の影響に関する研究2014

    • Author(s)
      丸山 勇太,池上 航,中原 真也
    • Organizer
      2014年度西日本エンジンシステム研究会夏季シンポジウム
    • Place of Presentation
      国立淡路青少年交流の家(兵庫県・南あわじ市)
    • Year and Date
      2014-08-30
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of Dilution Gas on Burning Velocity of Hydrogen-Premixed Meso-scale Spherical Laminar Flames2014

    • Author(s)
      Masaya NAKAHARA, Fumiaki ABE, Kenichi TOKUNAGA and Atsushi ISHIHARA
    • Organizer
      35th International Symposium on Combustion
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2014-08-03 – 2014-08-08
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] プロパン-空気微小球状伝ぱ層流火炎の燃焼速度特性に関する実験的研究

    • Author(s)
      中原 真也,徳永 修一,西原 司,阿部 文明
    • Organizer
      第50回日本伝熱シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台市
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 水素微小球状伝ぱ火炎の燃焼特性に及ぼす層流燃焼速度の影響に関する研究

    • Author(s)
      丸山 勇太,徳永 修一,中原 真也
    • Organizer
      2013年度西日本エンジンシステム研究会夏季シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山県
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 水素微小球状伝ぱ層流火炎の燃焼速度特性に及ぼす化学反応特性時間の影響に関する研究

    • Author(s)
      德永 修一,中原 真也,丸山 勇太,阿部 文明
    • Organizer
      第51回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      大田区
    • Related Report
      2013 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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