| Research Abstract |
ミリメートルサイズ以下のマイクロエネルギー機器における混合・伝熱制御モジュールに小寸法噴流群(マイクロマルチ噴流,μ-MJ)を利用することを念頭に置き,噴流寸法の小型化において乱流混合が十分に機能せず,流れの低レイノルズ数化・安定化によって劣化する混合・伝熱性能を回復・促進させることを目的に,μ-MJの分割・配置の最適化を行うこと,および,混合・伝熱制御の高度化のための噴流へのじょう乱付与,すなわち,噴流の音響的加振,機械的加振,自励共振を行うことの効果について,昨年度に引き続き実験的検討を行った.
初年度に構築した高速度ディジタルビデオカメラを用いた流れの可視化方法,および,定量的比較のためのレーザードップラー流速計を用いた噴流速度ならびにその乱れ強さ分布の計測方法を利用して,機械的加振を付加した噴流群の流動様式と混合特性を詳細に調べた.その結果,定常単独噴流と比較して,μ-MJの混合性能に関する優位性が明らかになった.また,火炎を伴う場合のμ-MJ系についても加振効果を調べるため,シュリーレン法を適用した可視化実験を行って,噴流火炎の挙動を観察した.とくに,噴流の流速が加速・減速する場合に注目して,加速度の影響について評価を行った.その結果,非燃焼場と比較して,噴流間の混合に与える加振の影響が増大すること,噴流上流部の流動特性が下流側の燃焼特性に影響を及ぼすため,同一瞬間レイノルズ数であっても加速時と減速時とでは火炎性状の異なることを明らかにした.また,μ-MJの応用展開の検証を目的として,小型燃料改質器へも適用してその有効性を検討した.この場合,改質反応領域の上流にμ-MJを導入することにより,燃料と空気を従来の手法と比較して高い効率で混合できることを明らかにした.
以上の結果を含む主要成果を論文に纏め,内外の学術誌に公表した.
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