パルス・デトネーション・エンジン内不均一濃度場におけるデトネーション伝播挙動

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750721
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 石井 一洋 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (20251754)
• Keywords: デトネーション / デフラグレーション / パルス・デトネーション・エンジン / DDT / 衝撃波 / 濃度勾配

Research Abstract

デトネーション伝播方向と垂直に濃度勾配を有する拡散濃度場において,デトネーション生成および伝播について実験的に調べた。デトネーション管上部に導入した混合気に対して,下方より希釈気体を拡散させることにより,濃度勾配を有する混合気を作成した。以下に得られた結果を記す。
1.濃度勾配計測
前年度に実施した濃度勾配計測では使用した干渉フィルタの大きさに制限があったため,本年度は観測窓径より大きい干渉フィルタを用いて再度計測を行った.さらに流動の影響を避けるために金属製メッシュを通して気体を拡散させた.その結果,水素一酸素量論混合気に酸素を拡散させた場合は,時間とともに酸素濃度は単調に増加し,約40秒以降はほぼ均一な濃度分布となった.一方,窒素を拡散させた場合は,60秒までの計測範囲で濃度分布は単調に変化はしているものの,定常状態には至らないことがわかった。
2.デトネーション伝播挙動
水素一酸素混合気ではセルサイズは当量比約0.7で最小となることから,酸素を拡散させた場合のすす膜上のセルサイズには特徴的なことはみられなかった.しかしながら窒素を拡散させた場合はセルの形状が平行四辺形に近くなり,混合気側から伝播する三重点の軌跡が水平線と成す角度は,希釈側からの角度と比較して大きく,とくに前者が局所混合気濃度に依存することがわかった.

Research Products

• [Publications] M.Kojima, K.Ishii, T.Tsuboi: "Propagation Behavior of Detonation Waves in Hydrogen-Oxygen Mixtures with Concentration Gradient"19th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems, Late Breaking and Work in Progress Poster Sessions. WIP-13 (2003)
• [Publications] 小島, 石井, 坪井: "濃度勾配を有する混合気中におけるデトネーション伝播挙動"平成15年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 527-528 (2003)
• [Publications] K.Ishii, M.Kojima: "Propagation of Detonation in Mixtures with Concentration Gradients"International Colloquium on Application of Detonation for Propulsion. (発表予定).