2015 Fiscal Year Annual Research Report
ＤＢＤプラズマアクチュエータを用いた浮力噴流の拡散制御とバーナー火炎への適用
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25420132
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
木村 元昭 日本大学, 理工学部, 教授 (70204998)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 噴流 / プラズマ / 燃焼 / DBDプラズマアチュエータ / 層流火炎 / 化学活性種 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
円形ノズル出口に同軸型DBD-PA：（Dielectric Barrier Discharge）プラズマアクチュエータを形成し，プラズマによる誘導流れにより，噴流初期領域の不安定性に影響を与えて，噴流の拡散制御を実施すると共に，この制御方法をバーナー火炎の安定化に適用することを目的とした.
【噴流の実験】DBD-PAに印加する電圧波形を変化（矩形波，ランプ波，正弦波）させ，立ち上がり時間とパルス幅が噴流に与える影響を調査した．ハイスピードカメラによる観察を実施，速度測定は熱線流速計とPIV流速計を併用した．
同軸型DBD-PAによる噴流の拡散制御の実験を試み，次の知見を得た．正弦波と矩形波はノズル出口直径の2倍から乱れ始めて周囲流体を巻き込みながら拡散する．ランプ波では他の波形より遅れて乱れが発達し，周囲流体の巻き込みが正弦波，矩形波に比べて弱い．duty=50%の矩形波で電圧を変化させた場合，ノズル直径の4倍以降で中心軸平均速度の減少が見られ，印加電圧12kV，周波数4kHzの条件ではプラズマoff時と比較して約20%の速度減衰が確認された．
【バーナー火炎の実験】高電圧電源より4kV，10kV，16kV，周波数4kHzの交流電圧をDBD-PAに印加してプロパン－空気予混合気を操作した．流量は3.31L/minで供給し，当量比を変化させ，予混合気に点火した．ハイスピードカメラによる火炎形状測定，分光器による化学活性種の測定を実施した．
同軸型DBD-PAを用いて層流火炎の制御を試み，以下の知見を得た．当量比0.95 において，印加電圧4kV，10kV，16kV でDBD-PAを使用すると，希薄状態の火炎の吹き消えを抑制できた．分光結果より，印加電圧OFF から10kV まではCHラジカルと考えられる化学活性種は一定であり，印加電圧12kV から16kV においては化学活性種の増加を確認することができた．
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Research Products
(7 results)
