微小重力下における三次元離散化燃料系の燃焼と火炎ダイナミズム

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16360108
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 角田 敏一 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (70034402)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀬川 大資 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (00264804) ; 中谷 辰爾 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (00382234)
• Keywords: 液体燃料 / 燃焼 / 液滴群 / 液滴列 / 火炎構造 / 微小重力環境 / 非接触計測 / 自発着火

Research Abstract

本研究は,三次元離散化燃料系である燃料液滴群が蒸発,自発着火を経て燃焼に移行する一連の非定常過程を観測し,それらの現象に及ぼす燃料液滴直径,液滴間距離,燃料性状といった主要因子の影響を明らかにすることを目的としている.主に実験研究を行い現象の把握を目指すが,その現象を複雑化する自然対流の影響を低減するために,実験には微小重力環境を利用する.液滴列や単一液滴も実験対象に加え,その燃焼過程や火炎構造の検討のため,OH自発光計測やレーザ誘起蛍光計測などの非接触測定を行うとともに,液滴火炎ラジカル生成についての数値シミュレーションを実施する.
本年度は,前年度に引続いて50個程度の燃料液滴で構成される液滴群,10個程度の燃料液滴で構成される液滴群,10個程度の燃料液滴で構成される液滴列および単一燃料液滴の燃焼過程を研究対象とした.単一燃料液滴については燃料性状および雰囲気性状の影響に着目し,微小重力実験および地上実験により基礎燃焼特性の検討を行うとともに,地上実験により液滴火炎内側すす分布,液滴火炎内OH分布を明らかにした.一部の実験結果については,数値シミュレーションの結果と比較検討を行った.液滴列については,燃え拡がり速度に及ぼす液滴間隔,燃料性状および周囲流速の影響について広範に検討した.液滴群については,微小重力実験の準備を進めるとともに地上実験を行った.地上実験では中央の液滴の蒸発挙動に着目し,燃焼および蒸発(非燃焼)の両条件下において,基礎蒸発特性に及ぼす液滴数および液滴間隔の影響を検討した.