2009 Fiscal Year Annual Research Report
乱流予混合火炎におけるスカラー画像相関計測法の開発と火炎安定性への応用
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20360097
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小宮山 正治 Osaka University, 工学研究科, 准教授 (40178372)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武石 賢一郎 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70379113)
小田 豊 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50403150)
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| Keywords | レーザ誘起蛍光 / レーリ散乱 / 濃度分布 / 温度分布 / 希薄予混合火炎 |
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| Research Abstract |
環境適合の観点から希薄予混合火炎が工業用燃焼器に利用される場合が増加している.しかし,火炎の伝播性のために逆火による燃焼器の損傷の危険性が生じ,安定した火炎状態を維持するための燃焼法を確立することが重要となる. 乱流燃焼場や乱流混合場では流速やスカラー量(温度,化学種濃度)が空間的に不均一かっ時間的に変動し,これらの特性が乱流混合や火炎構造を支配するため,乱流場での流速とスカラー量の瞬時分布計測方法の確立とその適用による現象の解明が肝要となる.このため,本年度は以下の項目を明らかにした.(1)アセトン-レーザ誘起蛍光とレーリ散乱を組み合わせて2次元上での燃料と空気の混合挙動および温度特性と瞬時同時に計測する測定法を提案した.この測定法をメタン希薄予混合火炎に適用し,その温度と濃度分布の同時計測法を開発した.均質混合と断熱火炎温度を仮定した濃度および燃焼温度と測定値を比較し,本測定法の有用性を明らかにした.(2)1次元自由伝播予混合火炎の計算結果から燃焼温度とメタン濃度の対応関係をもとめ,この対応関係に基づいて計測した燃焼温度から予測したメタン濃度と計測したメタン濃度分布を比較して,両者が良い一致を示すことを明らかにした.(3)未燃焼領域の燃料濃度分布と既燃焼領域の温度分布の対応関係に関して,未燃焼領域の燃料濃度分布は不均一な場合が多くみられたが,一方では燃焼ガスの温度分布は比較的均一な分布が多くの場合でみられた.ただし,燃料ガス領域中にある未燃焼の小領域では燃料濃度が低く,そのまわりには燃焼温度が高い領域がみられた.また,未燃焼領域での燃料濃度が比較的高いピーク値をもつ場合でも中心部付近の燃焼ガス温度が低い場合もみられた.
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