| 研究概要 |
高効率燃焼および窒素酸化物発生の減少をもたらす燃焼方法として,高温空気燃焼が提案されているが,その理論的説明は確立されていない.一次元モデルを用いて予熱されたメタン-空気予混合気の燃焼をシミュレートした結果,以下のようにまとめられる.
1.燃焼負荷率は燃焼効率を表す一つの指標であり,多くの燃料を燃やすことができるという点から,燃焼速度が大きくなるような条件を選択するべきである.同じバ-ナおよび同じ燃料-空気の組成を用いて燃焼速度をあげるためには,空気や燃料を予熱するのは一つの方法である.
2.しかし,高温条件下では化学反応が促進され,その速度が著しく上昇することによって窒素酸化物の生成も著しく増えるため,単に予熱するだけでは満足できない.化学反応速度を制御する方法として,既燃ガスを未燃側へ循環させ,燃料や空気を希釈させることが有効である.
3.一方,燃焼速度を大きく保つためには,火炎中の温度勾配を小さく抑える必要があり,そのために,断熱火炎温度と予熱温度との差をできるだけ小さくすればよい.
4.(2)と(3)を実現させるのは高温空間燃焼火炎である.
5.火炎中の温度勾配を小さくすると,反応帯が厚くなり,実際の火炎では火炎長さが長くなることが予想される.これが,実験的に観察された結果と一致しており,本研究によって得られた結果が高温空間燃焼火炎を説明することが考えられる.
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