| 配分額 *注記 |
14,200千円 (直接経費: 14,200千円)
2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2004年度: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
2003年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
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| 研究概要 |
本研究は,分子選択拡散効果に加え火炎伸長や曲率の効果にも着目し,従来より幅広く様々な混合気の乱流燃焼および局所燃焼特性に関して実験的・解析的な検討を行い,高圧域を含む火炎面不安定性の発生機構の解明,およびより汎用的な乱流燃焼速度モデルの確立を目的とした.主な結果を次に示す.
1.不安定性を火炎面に与えることが知られる水素の添加が,メタンまたはプロパン混合気の乱流燃焼速度,乱流火炎の局所火炎変位速度S_Fさらにマークスタイン数Maなどに与える影響を定量的に検討した.S_Fは,水素添加により,希薄メタンやプロパン混合気の場合は概ね比例的に増加する傾向を示すものの,過濃の場合にはその傾向は観察されなかった.これらS_Fの傾向は,乱流燃焼速度特性と一致した.一方,伸長や曲率の影響を表すMaは,定性的にはS_Fの傾向と一致するが,定量的には,例えば,少なくとも選択拡散効果が支配的な混合気では,Maに基づく局所燃焼速度の変化はS_Fに比べ小さいなど,その影響が無視できる条件が存在することがわかった.
2.幅広い水素人工空気混合気に対して,選択拡散効果を考慮し推定した乱流燃焼時の平均局所燃焼速度S_Lを詳細に検討した.S_Lは,化学反応特性時間の影響を受けu'/S_<L0>に依存し,希薄混合気では大きく変化する傾向にあった.したがって,水素混合気の乱流燃焼速度整理式の精度を向上させるためには,S_Lを当量比および層流燃焼速度S_<L0>に加え乱れ強さu'の影響を考慮し基準値とすることが重要であることがわかった.
3.火炎形状や火炎伝ぱ特性に与える初期圧力P_0(0.05,0.1,0.2MPa)の影響を検討した.さらに詳細な検討は必要であるが,初期圧力にともなう乱流燃焼速度の増加は局所燃焼速度の増加に伴うものではなく,火炎表面積の増加に起因することが推察された.
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