2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24560245
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| Research Institution | Gunma National College of Technology |
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Principal Investigator |
花井 宏尚 群馬工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (30312664)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 粉体 / ナノ / 燃焼 / 火炎構造 / 振動現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度はこれまで取得した定容器内における火炎伝播実験結果をもとに粉体用層流バーナを用いて火炎構造の観察および火炎伝播時における振動現象の観察に焦点を絞り実験を実施した．粉体は引き続き真球のポリメタクリル酸メチル樹脂を用い，使用した粒径は，0.1，0.5，0.8ミクロンのナノオーダーと2.0～200.0ミクロンである．定容器実験では，火炎後方からの揮炎が強く予混合火炎の形成が確認できなかったが，バーナー実験では30マイクロメータ以下において明確な予混合火炎の形成が確認できた．粒径が小さな粉体ほど予混合火炎の存在は明確となるが，定容器実験でも見られたように，ナノオーダー粉体でも火炎前縁における粉体の完全な気化は見られず，いずれも予混合火炎と火炎後方における粉体の拡散火炎により火炎は形成された．
バーナ法により求めた粉体の燃焼速度は，最大値が当量比が１より大きなところに存在し，燃料過濃側では燃料濃度の増加に対し燃焼速度の減少は非常に緩やかであった．また燃料粒径が大きくなるにつれ燃焼速度は減少した．
無重力を用いた定容器の実験では，ふく射による予熱速度と火炎伝播速度の時間差により振動的に火炎の伝播が生じることが，数値解析および実験から明らかにされている．通常この現象は重力の影響により地上実験では観察が困難であったが，ナノ粉体では粉体の沈降を排除できるため実験が可能となる．結果として，ナノ粒子を用いた定容器実験およびバーナー実験において明確な振動現象を確認することができなかった．これはバーナ実験では火炎後方からのふく射伝熱の支援が小さいことおよび定容器実験では，これまで振動伝播に大きく寄与していた火炎後方からの粒子後燃えによるふく射伝熱が弱くなってしまったからだと考えられる．これは数値解析結果からもふく射の支援が小さくなると振動が生じにくくなることと一致する．
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