限界酸素濃度に及ぼす酸化剤温度の影響

• 研究課題/領域番号: 07680452
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 社会システム工学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 石塚 悟 広島大学, 工学部, 助教授 (70129162)
• 研究分担者: 平野 敏右 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70007615)
• 研究期間 (年度): 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1995年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 限界酸素濃度 / 多孔質円筒バ-ナ / 酸化剤温度 / 火炎温度

研究概要

本研究計画に従い、まずはじめに、2次元の小型縦型燃焼風洞と多孔質円筒バ-ナを製作した。また、本研究代表者の配置替えに伴い、当初の研究計画には含まれてはいなかったが、各種燃料(メタン、プロパン、水素)、各種不活性ガス(窒素、アルゴン、ヘリウム)、および酸化剤(空気、酸素)の供給装置を製作し、±0.5%以内の精度で任意の組合せの混合気を最大毎分100ιまで供給できるように供給系を完備した。さらにまた、実験室周囲に暗幕を張り、モータドライブ付35ミリカメラによる詳細な火炎観察と正確な火炎位置の測定が行えるよう整備した。
次に、第一段階の実験として、常温における限界酸素濃度の測定を行なった。その結果、既存の測定値とほぼ同様な値が得られ、今回製作した装置・供給系が本研究を遂行する上で妥当であることを確認した。また、固体燃料としてPMMAの円筒状試験片を用いて測定を試みたが、強力な着火源を必要とするほか、着火後も安定した2次元形状の火炎が形成されず、目下、その原因を検討中である。しかし、液体燃料については、2次元形状の安定な火炎が形成されることを確認した。
さて、酸化剤温度の影響に関する実験であるが、当初加熱に使用を予定していた電気ヒ-タ(3相:200V)は、実験室の電気容量の点から使用できず、目下、燃焼ガス方式のヒ-タを検討中である。そのため、酸化剤温度の影響は理論解析を行なうに留まったが、その結果、(1)酸化剤温度の上昇は火炎温度を上昇させるが、その温度上昇分がそのまま火炎温度の上昇分とはならないこと、(2)ただし、酸素濃度が小さくなって火炎が淀み面に対しかなり酸化剤側に形成されるようになると、ほぼ酸化剤温度の上昇に見合って火炎温度が上昇すること、が明かとなった。現在、この結果を踏まえ、酸化剤温度と酸素濃度との関係を明かにすべく研究を続行中である。