| Research Abstract |
本研究では,非定常噴霧燃焼における燃料蒸気と周囲空気の乱流混合過程の解明と,燃料蒸気濃度の不均一性と燃焼機構の関係を調べる事を目的としている.本年度は,非定常噴霧火災の構造を調べるために,(1)噴霧火炎内のすす濃度,すす粒径,すす数密度の2次元可視化,(2)噴霧火炎内すすとOH分子の同時2次元可視化を行った.
(1)については,レーザー誘導赤熱法と弾性散乱光法を同時に自由噴霧火炎に適用し,火炎内のすすの濃度,粒径,数密度の2次元分布を可視化した.得られた結果から,以下の知見を得た.
・非定常自由噴霧火炎では,すすは火炎中心領域で生成される.そのため,火炎中心領域におけるすす粒径は小さく,すす数密度は高い.
・生成されたすすは,バルク流により火炎先端周囲領域に輸送される.その間,すす粒子同士の合体や凝集,乱流拡散により,すす粒径は増加し,数密度は低下する.その結果,火炎先端周囲領域では,すす粒径は大きく,すす数密度は低い.
・燃料噴射圧力の増加は,火炎中心部のすす発生と火炎先端周囲領域におけるすすの酸化を促進する.酸化促進が生成促進を上回るため,火炎内平均すす濃度は噴射圧力の増加にともない減少する.
(2)については,レーザー誘起蛍光法と弾性散乱光法により,非定常自由噴霧火炎内のすすとOH分子を同時に2次元可視化し,以下の事が分かった.
・OHの生成時期はすすのそれに先立ち,OHはすすより噴口に近い領域から観察できる.
・噴霧火炎内では,すすとOHは互いに分離して分離し,両者が共存する領域は少ない.
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