火炎壁面相互作用を計測するMEMS熱流束・イオン電流センサの開発

• 研究課題/領域番号: 23K03699
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 中別府 修 明治大学, 理工学部, 専任教授 (50227873)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 火炎壁面相互作用 / イオン電流 / 熱流束 / MEMS / 計測

研究開始時の研究の概要

MEMS技術により薄膜RTDを用いた熱流束センサと櫛歯電極を用いたイオン電流センサを隣接させた同時計測センサを製作し，定容燃焼容器内で予混合火炎のクエンチに対する火炎壁面相互作用を計測する技術を開発する。櫛歯電極に正負の電圧を印加して形成する双極性電界は火炎が壁面近傍に接近するとイオン電流を検出でき，イオン捕獲電圧をフィードバック制御するトラッキング計測により，サブミリメートルの壁面近傍での火炎の接近速度，消炎距離を計測する。同時に壁面熱流束を測定することで，火炎の特性と冷却損失の関係を明らかにできることを示す。