| 研究課題/領域番号 |
06452180
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
新岡 嵩 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (90208108)
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| 研究分担者 |
じゅ 詒光 東北大学, 流体科学研究所, 講師 (60261468)
丸田 薫 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (50260451)
小林 秀昭 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (30170343)
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| キーワード | 液滴 / 臨界圧 / 蒸発 / 着火 |
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| 研究概要 |
懸垂された単一燃料液滴が瞬時に高温電気加熱炉の中に置かれて、蒸発し着火に至る過程を引続いて調べた。特に、高圧における着火時間の変化に着目し、臨界圧近傍における燃焼速度定数のような特異な変化が、着火に関してはどのような振舞いになるか調べてみた。昨年度に、非揮発性(ヘキサデカン)と揮発性(ヘプタン)の両方の燃料について実験を行い、臨界圧周辺の圧力で特異な変化をしないことを明らかにしたが、引続いて、デカンとオクタンを用いて、確認を行うと共に、イメージインテンシファイアによってOHの発光を調べ、高圧においては液滴の極めて表面近くで着火反応が進行していることを明らかにした。
上記の結果を基に、7個の液滴からなる液滴列の端の液滴に着火し、もう一方の端の液滴までの燃え拡がる速度に関する実験を行った。7個の液滴を同じ直径に揃えて懸垂させることは困難であるので、疑似液滴を用いた。疑似液滴は、セラミック粉末をアルコールで練り、これを懸垂棒に少量取付け、アルコールを乾燥させて作製した。燃料を、この多孔質球に滲み込ませることによって、揮発性燃料でも短時間内に実験準備が完了できた。ただし、比熱の違い等によって実際の液滴列とは異なった燃え拡がり速度になるが、定性的に問題がないことを確かめて実験を進めた。
液滴間隔が大きくなっても小さくなっても、燃え拡がり速度は小さくなり、最大の速度を持つ間隔が存在した。間隔が大きい場合は、火炎が届き難いことで説明できるが、小さくなった場合は、火炎が次の液滴が近すぎて前の液滴火炎を冷却することによると説明した。圧力を上げると、圧力と共に急速に燃え拡がり速度は小さくなり、臨界圧を越えてまで燃え拡がりが存在することがなかった。火炎の直径が圧力と共に急速に小さくなることに起因すると結論した。
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