2010 Fiscal Year Annual Research Report
超小型燃焼器のための分子拡散特性に着目した微小火炎燃焼促進法に関する研究
| Project/Area Number |
20560195
|
|---|
| Research Institution | Ehime University |
|---|
Principal Investigator |
中原 真也 愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (20315112)
|
|---|
| Keywords | 予混合燃焼 / 微小火炎 / 燃焼速度 / 火炎サイズ / 火炎伸長 |
|---|
| Research Abstract |
本年度は、一般的な火炎サイズでの層流燃焼速度SLOを揃えた水素-酸素-希釈ガス混合気を対象とし、希釈ガスの種類により変化する分子拡散特性が微小球状伝ぱ層流火炎の燃焼特性に与える影響を明らかにした。さらに、内径10mmの円筒状の燃焼室を有する定容燃焼器を用いて、超小型燃焼器に近い状態で微小火炎の燃焼特性を検討した。
希釈ガスを一般的な窒素に加え、拡散速度が同等のアルゴン、小さい二酸化炭素を対象とした、SLO=25cm/sで当量比φが0.5～0.9の水素-酸素-希釈ガス混合気に対して、半径5mm以下の微小火炎および5mm以上のマクロ火炎を連続シュリーレン撮影法により観測を行った。その結果、φが大きく量論混合0比に近づくと、5mm以下の微小火炎の領域では、アルゴンは窒素と同様に、火炎サイズが小さくなると急激に燃焼速度が悪化することを明らかにした。一方、希釈ガスを二酸化炭素にした場合、窒素とは異なり、同一半径または同一伸長度での微小火炎の燃焼速度SLIはφの増大により低下するものの、SLOより大きな値を示すことを明らかにした。すなわち、希釈ガスとしては、拡散速度が酸素より遅い二酸化炭素を用いると、微小火炎の燃焼を改善できる可能性があること明らかにできた。
さらに、内径10mmの定容燃焼器を用いて、SLO=25cm/sでφが0.3～0.9と広い範囲の水素人工空気混合気を使用し、燃焼実験を実施した。その結果、本燃焼器内の火炎半径が3mm程度までの燃焼速度特性は、既に報告している半径5mm以下の微小火炎での燃焼速度特性(SL1)と同様で、φが大きくなり0.9になると著しく悪化することを定量的に明らかにできた。
|
