2006 Fiscal Year Annual Research Report
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
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16360108
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
角田 敏一 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (70034402)
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| 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)
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| 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 |
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| 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.主に実験を行ったが,その際に現象を複雑化する自然対流の影響を低減するため,微小重力環境も利用した.また,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,レーザ誘起蛍光法による液滴火炎ラジカル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行った.
本年度も,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を研究対象として実験および数値シミュレーションを行い,雰囲気流速,雰囲気性状燃料液滴直径液滴間距離ならびに燃料性状が燃焼特性,蒸発特性ならびに火炎内化学種分布に及ぼす影響に関するデータを蓄積した.特に本年度は,微小液滴群の非定常蒸発過程を微小重力実験により検討し,液滴間距離が小さくなると中央液滴の蒸発が活発化する前の初期加熱期間が大幅に延長され,現象の非定常性が強くなることが明らかになったほか,微小重力実験の場合と同じく自然対流の影響が相対的に弱まる微速流中での単一燃料液滴の燃焼実験により,いくつかの雰囲気湿度において,雰囲気流速および液滴直径に対する火炎形態および失火の領域図を作成することができた.また,単一燃料液滴の火炎内OH分布については,詳細反応モデルを組入れた数値シミュレーションにより実験結果を再現することができ,雰囲気湿度の影響が確認された.
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