1999 Fiscal Year Annual Research Report
スワールを用いた気体燃料燃焼器の高効率化および低Nox化
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11450378
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
山崎 伸彦 九州大学, 工学研究科, 教授 (70166635)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
猪口 雄三 九州大学, 工学研究科, 助手 (30274509)
難波 昌伸 熊本工業大学, 工学部, 教授 (50037735)
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| Keywords | ガスタービンエンジン / スワール燃焼器 / 旋回流 / NOx / 拡散火炎 / LES / ガスクロマトグラフ |
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| Research Abstract |
総括 これまでの計算結果から,スワールバーナのスワール数を変化させることで火炎の最高温度が変わることを見いだした.サーマルNOxの生成が火炎温度に依存することから,スワール数を変えることでNOx生成を制御できると予測している.次年度はその検証計算・検証実験を行う予定である.
計算 当初,乱流モデルとしてk-e,q-w,応力方程式の各モデルを用いる予定であった.しかしk-eモデルやq-wモデルでは,旋回流れで生じるとされる逆流領域を捉えることができなかったため,今後はこれらのモデルを用いないことにした.一方,応力方程式モデルを用いるよりもLESによる非定常計算を行うほうが燃焼流れ場の正確な情報を得られると判断し,LESの計算コードを開発した.レイノルズ平均の乱流モデルではなくLESを用いてはじめて,旋回流れで生じる逆流領域を捉えることに成功した.
軸流速度5m/secの拡散火炎においてスワール数を変化させた結果,旋回を強くすると大規模な逆流域を生じ,逆流域に未燃燃料が滞留して燃焼が抑制され火炎が伸長することが分かった.
計算2 旋回流れの発生機構としてLobedミキサとSawtoothミキサを取り上げ,燃料・空気混合器としての性能を評価した.Sawtoothミキサのほうが混合率が高いが,同時に圧力損失も大きいことが分かった.
実験 スワール数可変のバーナを新たに設計・製作した.3月中に測定装置(NOx分析計,ガスクロマトグラフ,熱電対,LIF)の予備試験を終える予定である.
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Research Products
(4 results)
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[Publications] T.Sumi,N.Yamasaki,M.Nanba: "Effects of Swiril on Diffusion Flames"Proc.of 13th Int.Sympo. On Air Breathing Engines(ISABE). 99-7208. CD-ROM (1999)
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[Publications] Y.Inokuchi,H.Chiba,N.Yamasaki and M.Namba: "Mixing Enhancement with Streamwise Vortices"Proc.of 13th Int.Sympo. On Air Breathing Engines(ISABE). 99-7158. CD-ROM (1999)
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[Publications] 住隆博,山崎伸彦,難波昌伸: "拡散火災における旋回流の影響"第37回燃焼シンポジウム講演論文集. 25-26 (1999)
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[Publications] 久間啓司,猪口雄三,山崎伸彦,難波昌伸: "Lobed Mixerによる亜音速燃焼流れ場の数値計算"日本航空宇宙学会西部支部講演会講演集. 49-52 (1999)
