2011 Fiscal Year Annual Research Report
管内旋回流を伴う希薄予混合火炎の時系列レーザ画像計測法の開発と火炎伝播特性の解明
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23360100
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小宮山 正治 大阪大学, 大学院・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, 大学院・工学研究科, 教授 (70379113)
小田 豊 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50403150)
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| Keywords | 希薄予混合火炎 / 旋回流 / PIV / 火炎伝ぱ / 歳差運動 |
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| Research Abstract |
現在,環境適合・窒素酸化物低減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.これは局所的高温領域の抑制が可能で,NOx低減効果が大きいためであるが,一方では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燃焼法を確立することが重要となる.また,燃焼器管内では火炎安定化と空気・燃料流の混合促進のために旋回流をともなう.このことから,旋回流による渦崩壊や歳差運動が生じ,不安定な伝播挙動が火炎構造をより複雑にする.このため,管内旋回流下での予混合火炎の動的挙動を時系列レーザ応用画像計測から直接測定し,予混合火炎の管内伝播特性を解明することを目的とする.このため本年度は,メタンを燃料とする希薄予混合火炎の非定常挙動を解析するために,高速度カメラとステレオPIVを用いて旋回流を伴う円筒管内を伝播する火炎面の形状,火炎先端付近の未燃焼ガスの流動,火炎面の挙動を同時に計測可能とし,その特性に関する考察を行った.得られた結果は以下の通りである.(1)空気流量が増加するに従って,低い空気比で逆火が生じる傾向がみられた.旋回流中の渦心に沿って火炎が伝播する場合には歳差運動が見られた.(2)火炎先端付近に軸方向流速が低い領域が存在することを明らかにし,火炎の伝ぱする方向とこの火炎先端部に形成される低流速部の関連性を明らかにした.(3)歳差運動する渦心と火炎先端部で鉛直軸方向速度成分が低流速である領域がほぼ一致することを明らかにした.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
メタンを燃料とする希薄予混合火炎の非定常挙動を解析するために,高速度カメラとステレオPIVを用いて旋回流を伴う円筒管内を伝播する火炎面の形状,火炎先端付近の未燃焼ガスの流動,火炎面の挙動を同時に計測可能とし,その特性を明らかにすることができたため.
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| Strategy for Future Research Activity |
出射側に光ファイバーによる光学系とコリメータを装着した連続発振レーザを用いて,これと高細精度高速度カメラを用いた管内時系列2次元PIV計測のための光学系を構築する.この光学系を旋回流をともなう希薄予混合火炎の非定常伝播挙動解析に適用する.この測定結果から火炎面の非定常挙動と管内流動との相関性を明らかにする.
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Research Products
(2 results)
