| 研究課題/領域番号 |
21K03910
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
末永 陽介 岩手大学, 理工学部, 准教授 (60413720)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 燃焼 / 予混合火炎 / 成層濃度場 / 火炎伝播 / 消炎 / ルイス数効果 / 選択拡散効果 / バックサポート効果 / 成層燃焼 / 可燃限界 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題は3年間実施される。研究計画の概要を以下に要約する。
令和3年度：濃度変動を与えた火炎の希薄可燃限界の拡大と新たな消炎現象を調査する。
令和4年度：燃料の種類が希薄可燃限界の拡大と消炎に及ぼす影響を調査する。メタンと液体燃料の物性に近いプロパンを用いて，項目1と同様の実験を行う。
令和5年度：当量比変動振幅の増加率が希薄可燃限界の拡大と消炎に及ぼす影響についてメタンとプロパンを使って調査する。
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| 研究成果の概要 |
当量比の正弦波振動に対する希薄メタン空気・プロパン空気火炎の燃焼特性に及ぼすルイス数と選択拡散の影響を調査した．当量比の変動周波数は5～50Hzである． 両火炎は5Hzにおいて準静的な振舞いを示す．20Hzにおいて，燃料の種類(混合気のルイス数)によって火炎のCHラジカル発光(∝発熱速度)の応答特性に違いが見られた．当量比変動振幅φaの増幅に対しプロパン火炎の中央で局所消炎と再着火が観察された．両火炎において完全消炎に至るまでに遅れ時間τが出現した．40Hzにおいて，φaの増幅率の増加に対し，メタン火炎とプロパン火炎のτは，バックサポート効果のために変化することはなく，希薄可燃限界が拡大した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究における当量比の変動周波数は，5～50Hzであり，エンジン内の濃度変動をミクロ的な視点でとらえた場合，低い周波数域である．この周波数域において，濃度変動火炎に特有のルイス数効果と選択拡散効果が反応速度と比例関係にあるCHラジカル発光強度の応答に出現したことは発見である．また，プロパン火炎では火炎の中央に穴が開く局所消炎と再着火が観察されたのに対し，メタン火炎ではこのような局所消炎は見られなかった点は，濃度変動に対する壁面よどみ流や対向流予混合火炎の数値研究において捉えることができていない特筆すべき事項であり，燃焼学界における学術的意義は大きい．
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