|
よどみ流中に形成される乱流予混合火炎の安定と構造に関して、火炎面の形状や乱れの特性に基づき検討を行った。火炎面直前の流れの状態はレーザドップラー流速計により中心軸上の乱流特性を測定することにより定量化した。レーザトモグラフィにより可視化した火炎面から中心軸上の火炎面曲率を測定した。また、消炎に及ぼすルイス数効果を調べるためにメタンおよびプロパンを燃料に用いた。その結果、次のことが明かとなった。
1.ルイス数が1より大きい希薄プロパン/空気火炎は、平均流による火炎伸張率と火炎面曲率による火炎伸張率の和として定義される乱流火炎の火炎伸張率がある一定の値になると消炎し、よどみ板への熱損失の影響はほとんど見られない。他方、ルイス数が1より小さい希薄メタン/空気火炎では、消炎は火炎伸張よりも壁面への熱損失により生じる。この結果は、しわ状層流火炎の消炎に対しては、ルイス数効果が支配的な役割を演じている。従って、この消炎機構は、火炎面曲率に基づく火炎伸張を考慮すれば基本的に層流火炎の場合と同様であることが明かとなった。
2.16mm高速度カメラで撮影したレーザートモグラフィー像から火炎面曲率を自動化して求めることにより変動する火炎面の曲率半径の平均値、ヒストグラム、曲率の時間的変化を求めることができた。
3.火炎構造の代表的な指標の一つである乱流燃焼速度は乱れ強さと火炎面曲率に基づく火炎伸張率の積に依存して変化することが明かとなった。
|
