| Research Abstract |
メタンや水素などの希薄燃焼では,火炎は不安定に成り易いことが知られている.それゆえ,メタンなどの火炎を安全に取り扱うためには,火炎不安定挙動のメカニズムを知り,それらを安全にかつスマートにコントロールする必要がある.メタンなどを燃料とするマルチマイクロフレームは,フラットフレームと比較して,燃焼範囲が広く,火炎が安定である.これらの火炎を,カオス時系列解析をベースとする燃焼診断手法を用いてコントロールすることは,非常に有用である.しかし,従来の手法は危険検出型であるので,必ずしも安全を確保することはできない.そこで,安全確認型の燃焼診断手法を開発し,それをマルチマイクロフレームに適用する.そして,マルチマイクロフレームの特性を診断して,それをスマートコントロールする術を構築することが重要である.
本研究では,マルチマイクロバーナー上に火炎を形成させて実験を行い,マルチマイクロフレームの特性を調べる.そして,安全確認型の燃焼診断手法を適用し,スマートコントロールする術を明らかにする.ここでは,予混合気としては,メタン/空気を取り扱う.また,混合気中に水素や不活性ガスなどを添加してその影響を調べる.各々のガスの流量は,精密ガス流量計でコントロールし,火炎の不安定な挙動は,ディジタルビデオカメラで撮影する.ガス分析計を用いて燃焼ガス中の窒素酸化物濃度を測定し,混合気の成分濃度との関係を調べる.また,温度分布の時間変化をサーモトレーサーにより測定し,それらの画像を計算機に取り込み処理する.そして,火炎の不安定挙動が燃焼範囲や窒素酸化物濃度に与える影響を調べるまた,マルチマイクロフレームからの発光をフォトダイオードで受光し,その信号の波形をデータ収集装置を介して計算機に取り込む.パワースペクトルとアトラクターから,火炎の不安定挙動の特性を解析する.本年度は,マルチマイクロフレームの基本的な特性を調べるために,3本,7本および19本のマイクロバーナーを用いて実験を遂行した.そして,(1)発光強度の時系列,(2)RMS,(3)パワースペクトル,(4)アトラクター,(5)可燃範囲を求めた.これらの知見を基にして,次年度は,安全な燃焼診断手法を開発する予定である
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