2014 Fiscal Year Annual Research Report
円筒デトネーション波を用いた大直径デトネーションイニシエータの開発
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25870006
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
脇田 督司 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80451441)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | デトネーション / パルスデトネーションエンジン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，申請者が提案するパルスデトネーションエンジン用イニシエータによる大直径デトネーション波生成の一般則を導くことを目的として，本イニシエータ内を伝播する円筒デトネーション波の伝播条件，および円筒デトネーション波から円環デトネーション波への遷移条件を調査した．
昨年度の成果により，円筒デトネーション波の伝播条件（伝播限界）は流路幅とセルサイズの比（w/lambda）によらず伝播する円筒波の曲率とセルサイズの比（lambda/r）によって決定されることが示唆された．当該年度ではこれを確認するため，昨年度採用した10 mmと15 mmの円筒流路幅に加えて，3 mmの流路幅を実現するスペーサを製作し伝播実験を行った．ターゲットガス（水素・酸素量論混合気を窒素希釈）の窒素希釈率が50 %と55.6 %の間に円筒デトネーション波の伝播限界があり，その伝播限界は流路幅に依存しないことが明らかになった．伝播判断位置はr = 160 mm，窒素希釈率50 %～55.6 %のセルサイズは約10 mmであることより，伝播限界を決める閾値lambda/r は1/16である．
当初計画通り，新たに内径300 mm，燃焼器長150 mmの燃焼器を製作し，寸法の異なるアルミニウム製の中子を挿入することにより，流路形状（円筒流路幅wおよび円環流路幅ｌ）が円筒デトネーション波から円環デトネーション波への遷移に与える影響を調査した．結果，水素/空気量論混合気（lambda = 10 mm）に対しては，w/l > 0.5，l > 35 mm，lambda > 3.4l mmを満たすように流路を設計することで，反射体下流まで円環デトネーション波を伝播させることが可能であることが分かった．
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