1996 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
07555678
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| Section | 試験 |
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
新岡 嵩 東北大学, 流体化学研究所, 教授 (90208108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
足立 茂 日本セラミックス(株)研究開発部, 課長
丸田 薫 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (50260451)
じゅ 詰光 東北大学, 工学研究科, 講師 (60261468)
小林 秀昭 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (30170343)
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| Keywords | 超音速燃焼 / 水素燃焼 / プリバーナ / 数値解析 / 過濃燃焼 / 活性化学種 / ストラット |
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| Research Abstract |
超音速空気流で燃焼を安定維持させることは至難である。従って、水素燃料あらかじめ少量の空気で燃焼させ、高温化した水素と若干の水蒸気が混合した燃料をストラットから噴射させて燃焼領域を安定化させる方式について、数値解析と実験を進めた。
予備的計算として、厚味のある板を超音速空気流におき、その内部に水素のプリバーナを設けた場合を扱った。空気流後流側の板の端面から高温化した水素を噴射させたときの燃焼安定性について数値計算を行った。プリバーナにおける燃料割合が高くなるに従って、燃焼領域は安定になるが、燃焼領域の水生成率は最大値をとった後、次第に減少する。燃料が過濃になりすぎ、プリバーナによって生成される燃焼ガス自身の温度が下がることに起因する。プリバーナによる燃焼ガス温度が高いときには、プリバーナによって生成される活性種の影響はほとんどないが、噴射されるガスの温度が下がると、活性種の影響は極めて強くなり、活性種によって燃焼領域が維持されている状態になることがわかった。
引続いて、三角柱の内部にプリバーナを有する場合に計算を拡張した。このときは、実際もそうであるように、三角柱先端に衝撃波が形成させるので、主流マッハ数の違いによる後流の燃焼領域の安定状態が著しく変化する。今年度はマッハ数は一定にして、前述同様に、プリバーナの混合比の影響を主に求めた。後流の燃焼領域では概ね2つの領域に分かれ、これらが互いに干渉し合いながら安定に寄与していることなど明らかにになつた。
三角柱ストラットの作製を終え、燃焼実験に供した。プリバーナで燃焼させなければ三角柱後流では燃焼しないが、空気との混合によって過濃燃焼させることによって火炎が安定することが確かめられた。混合比を変え、燃焼領域のレーザ観察を進めた。
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