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2012 Fiscal Year Annual Research Report

非平衡プラズマによる燃焼化学の制御

Research Project

Project/Area Number 22340170
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

佐々木 浩一  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50235248)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 明石 治朗  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 応用科学群, 准教授 (20531768)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords予混合バーナー火炎 / マイクロ波 / 電子加熱 / 誘電体バリア放電 / 電子エネルギー / ラジカル密度 / 非平衡燃焼化学反応 / プラズマ支援燃焼
Research Abstract

誘電体バリア放電が重畳された予混合バーナー火炎中のOHラジカル密度をキャビティリングダウン吸収分光法,および,レーザー誘起蛍光法を用いて測定した。キャビティリングダウン吸収分光法では,OHラジカルの吸収線の波長とは異なる波長において,火炎の存在によりリングダウン信号の減衰時定数の低下が見られた。この原因を曲率半径の小さな火炎の端と空気との界面におけるレーザービームの屈折の影響と推定し,キャビティミラーの直径を変えた場合の実験結果,および,キャビティ内でのレーザービームのレイトレーシングの結果から,曲率半径の小さな測定対象にキャビティリングダウン吸収分光法を適用する際に一般的に有用な情報を得た。また,レーザー誘起蛍光法では,異なる回転準位間での励起の結果からOHラジカルの回転温度の空間分布を求め,それを考慮してOHラジカル密度の空間分布を算出した。測定結果としては,誘電体バリア放電の重畳によりOHラジカル密度はほとんど増加しないばかりか,空間位置および時刻によってはOHラジカル密度がむしろ低下することがわかった。プラズマ支援燃焼においては,一般に,プラズマの効果によりOHラジカル密度が増加するために燃焼速度の増加が得られると考えられているが,燃焼状態にある予混合バーナー火炎については,燃焼化学反応によって生成されるOHラジカルのほうがプラズマによって生成されるOHラジカルより多量であると考えられる。OHラジカル密度の時空間分布の測定結果から,プラズマの効果により燃焼化学反応が活発化すると,酸化剤としてのOHラジカルが過剰に消費されると考えられる空間位置および時刻が存在することが示唆された。これらの結果を計算機シミュレーションと比較すれば,プラズマ支援非平衡燃焼化学反応状態に関するより進んだ理解が得られる可能性がある。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Transition from equilibrium to nonequilibrium combustion of premixed burner flame by microwave irradiation2012

    • Author(s)
      K. Sasaki and K. Shinohara
    • Journal Title

      J. Phys. D: Appl Phys

      Volume: 45 Pages: 455202

    • DOI

      DOI:10.1088/0022-3727/45/45/455202

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 二次元レーザー誘起蛍光法によるプラズマ支援予混合火炎内のOHラジカル密度計測2013

    • Author(s)
      財満 和典,石亀 裕晃,佐々木 浩一
    • Organizer
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学(神奈川県)
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] キャビティーリングダウン吸収分光法によるプラズマ支援バーナー火炎中のOH密度測定におけるミラー径の影響2013

    • Author(s)
      財満和典,富岡智,佐々木浩一
    • Organizer
      第30回プラズマプロセシング研究会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • Year and Date
      20130121-20130123
  • [Presentation] K. Sasaki and K. Shinohara2012

    • Author(s)
      Time constants in the transition between equilibrium and nonequilibrium combustion states of premixed burner flame irradiated by pulsed microwave
    • Organizer
      65th Gaseous Electronics Conference
    • Place of Presentation
      テキサス大学(USA)
    • Year and Date
      20121022-20121026
  • [Presentation] Measurement of OH radical density in dielectric barrier discharge enhanced premixed burner flame2012

    • Author(s)
      K. Zaima and K. Sasaki
    • Organizer
      65th Gaseous Electronics Conference
    • Place of Presentation
      テキサス大学(USA)
    • Year and Date
      20121022-20121026
  • [Presentation] Control of combustion chemistry with the help of nonequilibrium plasmas2012

    • Author(s)
      K. Sasaki
    • Organizer
      11th Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      20121002-20121005
    • Invited
  • [Presentation] Measurement of OH radical density in premixed burner flame with superposition of dielectric barrier discharge using cavity-ringdown absorption spectroscopy2012

    • Author(s)
      K. Zaima and K. Sasaki
    • Organizer
      11th Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      20121002-20121005
  • [Presentation] 近赤外キャビティーリングダウン吸収分光法を用いた誘電体バリア放電支援予混合 バーナー火炎内のOHラジカル密度計測2012

    • Author(s)
      財満 和典,佐々木 浩一
    • Organizer
      第73回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県)
    • Year and Date
      20120911-20120914

URL: 

Published: 2014-07-24  

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