環境に関連した炭化水素とNOxの反応の衝撃波管による研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04222211
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 林 光一 名古屋大学, 工学部, 助教授 (60156437)
• Keywords: 衝撃波管 / 化学反応 / 環境 / NOx / 真空紫外分光 / ガスクロマトグラフ

Research Abstract

研究計画において述べられている無隔膜衝撃波管の製作は行えなかったが、従来からある衝撃波管を使って、OHの発光によるメタンと一酸化窒素の混合気体の1800K〜3000Kの温度領域での反応誘起時間の測定を行った。MillerとBowmanによる窒素を含んだ炭化水素/酸素反応機構により、いくつかの化学種と素反応を削除して行った数値シミュレーションと実験によるOHの反応誘起時間を比べてみたら、2000〜2200Kあたりでは数値解析と実験の結果がほぼあっているが、明らかに数値解析による結果の方が発熱が温度に対して多いことが分った。メタンと一酸化窒素の反応機構の全容はまだ十分に分っていないが、他の化学種(H,O,CHなど)の量を光学的に測定することによって、まだ明らかにされていない重要な反応経路を見つけ出す必要がある。感度解析を行なうことによって、重要な反応と重要でない反応の同定がなされ、不必要な化学種と素反応を削除して少し小さい大きさのCH_4/NO機構を開発した。だたし、この機構はまだ改良が必要である。これらの実験と数値計量は当量比が1の場合で行なわれており、現在希薄(4<1)と過濃(4>1)の場合の研究を行っている。当量比の違いにより、反応機構がかなり変ってくるという指摘もあり、これらの結果が期待出来る。真空紫外分光器(備品購入)は、入手が少し遅ったこともあり現在研究中の段階であるが、OやHなどの原子吸収データが得られ、反応機構開発に十分役立っている。新しい反応機構も見つけられそうである。これらの測定と並行して、現在がスクロマトグラフによる安定した化学種の同定が可能で、反応機構ならびに反応定数解明に大いに役立つ。このように、いくつかの測定方法でメタンと一酸化窒素の反応機構を調べているが、他の炭化水素とNO,NO_2,N_2Oなどどの反応も今後研究していく予定である。

Research Products

• [Publications] 林 光一,高須 施聞: "ブタンの中間温度の酸化反応機構" 第1回反応衝撃波ワークショップ前刷集. (1992)
• [Publications] 名雲 靖,林 光一: "窒素酸化物の生成反応を考慮したスクラムジェットの燃焼" 第29回日本航空宇宙学会中部・関西支部合同秋期大会前刷集. (1992)
• [Publications] 林 光一,東 洋文: "NOxによるメタンの着火機構" 第30回燃焼シンポジウム前刷集. 16-18 (1992)
• [Publications] 高須 施聞,林 光一: "n-ブタンの酸化反応の数値解析とガスクロマトグラフによる測定" 第30回燃焼シンポジウム前刷集. 40-42 (1992)
• [Publications] 名雲 靖,林 光一: "スクラムジェットエンジンでの燃焼におけるNOx生成の数値解析" 第30回燃焼シンポジウム前刷集. 271-273 (1992)
• [Publications] 林 光一,名雲 靖: "スクラムジェットによる窒素酸化物排出の数値シミュレーション" 平成4年度宇宙輸送シンポジウム,宇宙科学研究所. (1992)