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乱流中に形成される超希薄予混合火炎の消炎特性を明らかにするために、希薄予混合火炎と可燃限界以下の非常に希薄な混合気を衝突させた場合に形成される火炎を対象に、火炎構造などを解析し、実験的に検討を加えた。本年度は、既存のバーナーの一部を改良することにより、上下2つの対向するノズル型燃焼装置を制作した。まず、層流火災の消炎特性について検討を加え、以下のような結論を得た。
LDVを用いて消炎限界におけるよどみ流線上の速度分布を測定した結果、希薄側および超希薄側の火炎伸張率、よどみ点の位置に混合気の種類および濃度違いが影響を及ぼさないことを確認した。消炎限界、温度分布、PLIFにより測定したOHの発光強度分布などを調べた。その結果、ルイス数効果により希薄な条件で燃焼強度が強められることが期待できるメタン/空気火炎では、超希薄な混合気でも高の燃焼ガスに衝突する事により発熱反応を起こしていると考えられる。従って、メタン/空気火炎では、消炎限界以下の濃度の混合気を衝突させることにより、火炎安定領域を増加させることが可能となる。これに対して、プロパン/火炎の場合では、可燃限界濃度以下の超希薄混合気は発熱反応を起こすことがなく、火炎安定性の向上にほとんど寄与していないと考えられる。また、消炎限界付近の火炎面の挙動を検討するためのアルゴンイオンレーザーを光源とするPIVシステムを構築し、非燃焼時の瞬間速度ベクトルを得ることができた。次年度は、乱流発生装置を取り付けて同様の測定を行い、乱れが超希薄予混合火炎の消火炎機構に及ぼす影響について検討を加える。
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