2014 Fiscal Year Annual Research Report
予冷ターボジェットアフターバーナーにおける水素燃焼および窒素酸化物生成メカニズム
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24560971
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
津江 光洋 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50227360)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 推進機関 / エンジン / 水素 / 予冷ターボジェット / 極超音速 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水素を燃料とする予冷ターボジェットアフターバーナ―部における燃焼試験を実施した．高エンタルピ―気流中における水素の燃焼特性および窒素酸化物の生成挙動を実験的に調べた．また，粒子を水素に混入し，燃焼ガス温度分布を測定する手法を開発し，辻バーナーを使用した測定法の校正試験および高エンタルピ―気流中における温度測定を実施した．最初に熱電対を使用して燃焼効率を求めた．二列の噴射孔からなる千鳥型，平行型配置の噴射器を使用した燃焼試験においては，噴射角度の組み合わせにより最適な噴射形態を得た．噴流の衝突による混合促進および燃料の貫通高さの変化によると考えられる．また，当量比を変化させて，窒素酸化物の生成特性を調べた．主流に空気に対する水素流量が過濃である場合，同じ火炎温度の希薄条件の場合と比較して，窒素酸化物の生成が大幅に抑制された．過濃水素燃焼場における還元雰囲気により，窒素酸化物の生成が抑制されることが実験的に示された．本研究では，水素火炎の新たな温度測定手法として，SiC粒子を利用した二色法による温度測定法を提案した．粒子を用いた温度測定として，アルミナや酸化マグネシウムに関しても試験を行ったが，十分な発光強度が得られなかった．バーナーを用いた試験を実施した結果，SiC粒子の場合，すす粒子と比較して短波長側に強い放射率を有しており，低温度においても白く明るい発光が得られた．辻バーナーにより較正試験を行うことにより，波長毎の放射率比の特性を明確にし，温度比法により温度測定が可能であることを示した．較正試験を実施したのち，実際の高エンタルピ―風洞における燃焼中でのSiC粒子を使用した温度測定を実施した．結果，アフターバーナー中での温度分布を測定することができた．粒子添加手法等による温度測定への誤差要因がいくつか考えられるものの，本測定法の今後の発展可能性を示すことができた．
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[Journal Article] 日本エネルギー学会誌2015
Author(s)
喜多 翔ノ介, Ianus George, 岩田 和也, 榊 和樹, 西田 俊介, 田口 秀之, 荒木 幹也, 高橋 周平, 今村 宰, 中谷 辰爾, 津江 光洋
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Journal Title
日本航空宇宙学会論文集
Volume: 63
Pages: 1-7
Peer Reviewed / Open Access
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