| 研究概要 |
メタンの層流予混合平面火炎内の温度分布および37成分の化学種の濃度分布を詳細な化学反応と物性値を考慮して数値的に調べ、火炎内に生成するNO、prompt NOの当量比、未燃焼混合気体温度、圧力依存性、生成する全NO濃度に占めるprompt NO濃度の割合を調べた結果,以下のことが明らかになった。
1.prompt NOの生成に最も支配的な反応はCH+N_2=HCN+Nであり、当量比1では、この反応で生成したNがO_2、OHと反応してNOが生成する。火炎後流になるにつれて、HCNを経る経路で生成する割合が増加する。さらに後流になると、Zeldovich機構およびN_2→N_2O→NOの生成経路が優勢になる。燃料過濃混合気1.4ではNOの生成速度が最大となり、Nがピークを示す位置でもHCNの経路を経て生成する割合が大きい。
2.prompt NOは燃焼反応の最も激しい火炎帯内で生成し、当量比1.4以外は火炎後流での生成は見られない。希薄混合気ではprompt NOの生成は低い。未燃焼気体の温度が298Kから398Kに上昇すると、NO濃度は高くなるが、prompt NO濃度はあまり変わらない。
3.prompt NO濃度が全NO濃度に占める割合は火炎帯で、NOの生成速度が最大となる領域近くまで一定値を示し、大きく、火炎後流では1.4を除いては急速に低下する。prompt NOの生成は当量比1.0〜0.7では、未燃焼混合気体温度の上昇により僅かに大きくなるが、火炎後流でのNO生成が大きくなるため、prompt NOの全NO濃度への割合は小さくなる。
4.圧力が上昇すると、当量比1.0、1.2ではprompt NO濃度は高くなる。
|
