乱流拡散火災の混合過程における膨張加速と高粘度化の効果

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650256
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 塩路 昌宏 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (80135524)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川那辺 洋 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (60273471) ; 池上 詢 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (70025914)
• Keywords: 乱流燃焼 / 乱れ生成 / 画像流速測定法 / バロクリニックトルク / 密度勾配 / 渦度輸送式

Research Abstract

本研究課題では,乱流拡散火災における非平衡過程について実験的・理論的に解析し,それらが乱れ生成および乱流混合に及ぼす作用を確認・定量評価するとともに,実際の燃焼場における燃料-空気混合過程に適用することによって燃焼制御の指針を示すことを目的とする.そのために本年度は以下のような研究を実施した.
(1)噴流火災内ガス流動解析 噴流火災内のガス流動を明らかにするために,画像の相互相関に基づいて流速を測定する方法(PIV)によって計測した.これによって,噴流火災内の瞬間流速分布および乱れ特性量を求めるとともに,従来の時間平均処理では不明であった乱れ渦の挙動を明らかにした.
(2)ガス流動の時間的・空間的解析 上記の相互相関PIVの手法を短時間で繰り返し実施し,各点の速度の時間変化を捉える方法を示すとともに,噴流火災および非燃焼噴流内のガス流動計測に適用した.これによって,平均流速,乱れ強度のみならず乱れの時間スケール等の統計量を求めることができた.
(3)バロクリニックトルクによる火災面変形過程 乱れ渦生成および火災面変形に及ぼす密度変化の作用を明らかにするために,流動および火災面の変形を渦度輸送式を用いて計算し,乱れ渦生成過程に及ぼす密度変化,膨張および動粘度の作用を検討する.圧力勾配もしくは密度勾配が大きいほど火災面は大きく変形を受けるとともに発熱が加速することを明らかにした.

Research Products

• [Publications] Masahiro Shioji: "PIV MEASUREMENT OF GAS FLOWS IN A JET FLAME" The First Asia-Pacific Conference on Combustion. 306-309 (1997)
• [Publications] 池上 詢: "拡散火災面に及ぼす圧力・密度勾配の作用" 日本機械学会論文集. 63・613. 3131-3136 (1997)
• [Publications] 塩路 昌宏: "高速度画像相互相関を用いた噴流火災内ガス流動計測" 第35回燃焼シンポジウム講演論文集. 386-388 (1997)