| 研究概要 |
実用の燃焼で乱流拡散火炎は層流火炎片の集合と考えられており,その層流火炎片は乱流の速度変動により歪を受け,火炎の伸張を伴う.また,実際の乱流拡散火炎内の現象は非定常的現象であり,火炎の非定常挙動としての消炎に続く再着火の現象や火炎の曲率や選択拡散の影響について明確にすることは,層流火炎および乱流火炎の微視的構造や火炎関連事象を理解し,また,乱流火炎の合理的なモデリングやシミュレーションのために不可欠である.
そこで本研究では,平面火炎に細いノズルから空気を空気側から非定常的に衝突させて火炎に局所歪を与えた場合の,火炎の局所消炎に続く再着火現象や局所消炎とは逆に火炎温度が上昇する現象などを,時間を追って二次元火炎温度計測を行い,また,同様の火炎を対象として,素反応に基づく反応動力学と多分拡散を考慮した数値解析を行い,以下の知見が得られた.
(1) 空気の局所噴流の速度が大きくない場合,火炎は局所噴流が衝突しても消炎せず,局所噴流中心部が衝突する領域でも温度は高く保たれ,時間とともにその温度は高くなる.
(2) 空気の局所噴流の速度が大きい場合,局所噴流衝突部において一度は局所消炎に至る.しかし時間の経過につれて平面火炎領域から局所消炎部へ火炎が伝ぱしていき,再着火が起こる.その後先端部での温度がもとの平面火炎の最高温度に比べて約300K程度高くなる.
(3) 同様条件の数値解析によって,上記のような火炎の温度上昇や,局所消炎後の再着火現象が,火炎の曲率と関連した選択拡散の影響,またその影響による局所消炎後の可燃未燃予混合気の形成に起因していることが示された.
(4) 伸張・圧縮を伴う火炎の構造を明確にした.
(5) 周期変動を伴う火炎の構造を明確にした.
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