高濃度の水ミストにより予混合火炎が消炎に至る機構に関する体系的理論の構築

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K06202
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: 大上 泰寛 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (00375122)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 尚哉 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (20291784) ; 鶴田 俊 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (90197773)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 層流予混合火炎 / 水ミスト / ふく射

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，高濃度の水ミストの添加により予混合火炎が抑制され消炎に至る現象のメカニズムについて，反応速度論的，および熱・物質輸送論的観点から解明を目指すものである．平成29年度の研究において，同じ水ミスト濃度条件においても，水ミストの粒子径が小さいほどふく射再吸収の影響が大きくなることが分かった．すなわち，水ミストの粒子径が小さいほど燃焼速度が増大する可能性のあることが分かった．
平成30年度においては，水ミストの粒子径が制御できるような実験装置の開発に取り組んだ．とりわけ，これまでよりも小さな粒子径が達成できるよう設計を行った．新たに製作した実験装置は当初の予定通りの性能が達成できることを確認した．
また，水ミストの粒子径の影響とふく射再吸収の影響について，物理モデルの検討を行った．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実験装置の開発にかなりの時間を要したが，性能を確認しており，データ収集に向けた準備が整ったといえる．

Strategy for Future Research Activity

平成31年度は，平成30年度に開発した新たな実験装置を用い，水ミストを含んだ予混合火炎の燃焼速度の測定を行う．
試験は，平均粒子径を一つのパラメータとし，水ミスト濃度と平均粒子径の2つを変化させた条件下において燃焼速度の測定を行う．得られた結果を水ミスト濃度，平均粒子径を2つの変数とする2変数関数とみなし，燃焼速度のマッピングを行う．
また，数値計算においても，ふく射再吸収を模擬したモデルの開発に試みる．ただし，既存の汎用数値計算コードではふく射再吸収の効果を含むことは難しいことから，簡略的なモデルの組み込みを考えている．

Causes of Carryover

実験装置の性能評価に時間を要したため，試験に必要な蒸留水の購入数が減少した．今後は本格的な試験を行うが，その際に蒸留水の購入費として使用する予定である．