1994 Fiscal Year Annual Research Report
光学測定による噴霧燃料の燃焼機構の解明とそのモデリングに関する研究
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06302038
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
水谷 幸夫 大阪大学, 工学部, 教授 (80028993)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富山 明男 神戸大学, 工学部, 助教授 (30211402)
池田 裕二 神戸大学, 工学部, 助教授 (10212789)
中島 健 神戸大学, 工学部, 教授 (30031090)
赤松 史光 大阪大学, 工学部, 助手 (10231812)
香月 正司 大阪大学, 工学部, 助教授 (20029292)
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| Keywords | 噴霧燃焼 / 二相流 / 光学計測 / 火炎計測 / 計測法 / 噴霧モデル / 数値シミュレーション |
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| Research Abstract |
1)位相ドップラー法(PDA)を用いた粒子径計測における誤差について検討した.光路中に存在する火炎により発生する屈折率のゆらぎ,あるいは温度変化により生じる液滴の屈折率変化に着目し,誤差評価を行った.またこれに基づき実炉にPDAを適用して,データの精度について検討した.
)非定常噴霧の粒径と速度の同時測定を行い,油滴群ごとに空気と噴霧とのすべり速度を求めた.粒径群ごとに分けるしきい値の決定が非常に困難であるため,相対速度から求めたレイノルズ数を用いる区別法を開発した.
3)LDVおよびPDAにより得られる離散的二相流データから,周期変動する気体速度,噴霧粒子速度,気相の乱れ,気相の乱流スペクトル,噴霧粒子速度の変動量,粒子径分布,体積率に関する統計解析手法を開発した.
4)光ファイバーへの入射効率について検討を行い,レーザーシート光学系の設計を行い,噴霧の可視化画像を測定できるシステムを開発した.
5)レーザーシートを用いて可視化し,保炎機構の観測を行うとももに,炉内の可視化結果とPDAにより求まる噴霧情報との関連性について検討した.
6)統計平均化した支配方程式をもとに,気液二相噴霧流の2次元および3次元過渡流れを解析する手法を開発し,液滴・気体間の相互作用を考慮しながら個々の液滴をラグランジュ的に追跡する3次元モデルへの発展を図っている.
7)軸対称2次元噴霧流に対し,統計的乱流拡散モデルおよび確率過程的モデルの構築とプログラムコードの開発を行った.
予混合噴霧火炎について,火炎発光,油滴ミ-散乱光およびPDAによる油滴直径と速度を測定し,油滴存在領域と反応領域との関係,火炎中での油滴クラスターの群燃焼形態の変化を系統立てて実証した.
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[Publications] Kazuyoshi NAKABE: "Observation of Droplet Group Combustion in Terms of Slmultaneous Measurement of Mie-Scattering and SpectralLuminosity of Spray Flames" Atomization and Sprays. 4. 485-500 (1994)
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[Publications] 赤松史光: "予混合噴霧流中で燃焼する油滴群の光学的計測" 日本機械学会論文集. 60. 3172-3178 (1994)
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[Publications] Fumiteru AKAMATSU: "Group Combustion Behavior of Droplets in a Premixed Spray Flame" Proc.6th Int.Conf.Liquid Atomization and Spray Systems. 696-703 (1994)
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[Publications] Fumiteru AKAMATSU: "Structure of Spark-lgnited Spherlcal Flames Propagating in a Droplet Cloud" Proc.7th Int.Symp.Appl.of Laser Tech.to Fluid Mech. 1. (1994)
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[Publications] 赤松史光: "気体の渦運動の影響を受ける噴霧油滴の群燃焼挙動" 高温学会誌. 20. 195-207 (1994)
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[Publications] Yukio MIZUTANI: "Effects of Turbulence and Drop-Gas Slip to the Group combustion Behavior of Liquid Fuel Sprays" Proc.Int.Symp.on Advanced Spray Combustion. 157-164 (1994)
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[Publications] Yukio MIZUTANI: "Optical Obsevation of Group Combustion Behaviors of Premixed Sprays with and without a Circular Rod" Proc.IUTAM Symp.on Mechanics and Combustion of Droplets and Sprays. 157-166 (1994)
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[Publications] 中部主敬: "円柱後流における燃料噴霧の群燃焼挙動" 日本機械学会論文集. 61. 317-324 (1995)
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[Publications] 赤松史光: "油滴群中を伝ぱする火花点火球形火炎の構造観察(第2報)" 日本機械学会論文集. 61(掲載予定). (1995)
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[Publications] Kazuyoshi NAKABE: "Group Combustion Behaviors of Liquid Fuel Spray Under the Influence of Cohercnt Large Eddies" ASME-JSME Thermal Eng.Joint Conf. 1995. (発表予定). (1995)
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[Publications] 池田裕二: "液状ブタンの間欠噴射による噴霧形成" 日本機械学会 第72期全国大会講演会 講演論文集. 3. 115-117 (1994)
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[Publications] 河原伸幸、池田裕二: "二流体噴射ノズルによる噴霧の分散過程" 日本機械学会 第72期全国大会講演会 講演論文集. 3. 82-87 (1994)
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[Publications] 池田裕二: "PDA計測法の最適化" 日本機械学会関西支部 第253回講演会. (1994)
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[Publications] 池田裕二: "液状ブタン噴霧の圧力依存性" 日本燃焼学会 第32回燃焼シンポジウム. (1994)
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[Publications] 河原伸幸、池田裕二、: "位相ドップラ法の燃焼場への適用" 日本燃焼学会 第32回燃焼シンポジウム. (1994)
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[Publications] 河原伸幸、池田裕二: "PDA法による質量流速計測上の問題点" 第3回微粒化シンポジウム. (1994)
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[Publications] Yuji Ikeda: "Flux Measurements of 02,CO2 and NO in Oil Furnace" 7th Int.Symp.on Application of Laser Techniques to Fluid Mechanics. 9.4.1-9.4.8 (1994)
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[Publications] 池田裕二: "ガンタイプバーナー近傍におけるガス濃度変動計測" 1994.11.日本燃焼学会 第32回燃焼シンポジウム. 388-390 (1994)
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[Publications] 池田裕二: "噴霧燃焼炉内の流れ場とガス成分のフラックス測定" 日本機械学会論文集B編. 61. 332-338 (1995)
