2007 Fiscal Year Annual Research Report
レーザー加熱法を用いた火炎面曲率制御による火炎不安定現象の研究
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18360095
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
藤田 修 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授 (10183930)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 祐二 北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50303657)
伊東 弘行 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30372270)
大島 伸行 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10217135)
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| Keywords | 燃焼 / 予混合火災 / 火災振動伝播 / 不安定現象 / レーザ / 赤外吸収 / 火炎曲率 / 乱流燃焼 |
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| Research Abstract |
エチレン空気予混合気を内径50mm、長さ450mmの伝播管に封入し、その一端からCO_2レーザーを照射すると同時に火花点火を行い、その後に生じる火炎伝播現象の観察を行った。本年度は、とくにレーザービーム径の影響を詳細に調べた。レーザーを照射すると、局所的な加熱の効果により火炎前縁に曲率が生じるが、ビーム径が小さくなると、それに応じて先端曲率も大きくなる。
このときの火炎伝播挙動を調べたところ、以下のようなことが分かった。
(1)ビーム強度を固定してビーム径を変化させると、ビーム径が一定値以下になったときに火炎に不安定振動現象が発生する。また、ビーム径を固定するとビーム強度が一定値以上で振動が発生する。
(2)(1)の振動現象が発生する下限のビーム強度において火炎先端に生じる曲率はほぼ一定の値である。
(3)火炎が振動伝播している時には、先端曲率も同時に時間変動している。この先端曲率には到達しうる最大値があり、この最大曲率が発生する時間の前後に先端の伝播速度が急激に低下する。
(4)これらの観察結果は、前年度提案した熱一物質拡散不安定性と火炎伸張効果による燃焼抑制の相互作用により不安定現象が生じるとするモデルと矛盾がないと考えられる。このことは、予混合乱流火炎において、特定の曲率の範囲で不安定振動現象が生じうることを示唆している。
なお、これらの成果は、2008年8月にカナダモントリオールで開催されるThe 32^nd International Symposium on Combustionにて発表する。
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