| 研究課題/領域番号 |
10555063
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
滝田 謙一 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (80282101)
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| 研究分担者 |
藤森 俊郎 石川島播磨重工業(株), 基盤技術研究所, 課長(研究職)
小林 秀昭 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (30170343)
升谷 五郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20271869)
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| キーワード | 幅射再吸収 / 低公害燃焼 / 可燃限界 / CO_2再循環 / 高圧燃焼 / 対向流火炎 |
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| 研究概要 |
本研究では、高性能燃焼器の開発をめざし、輻射再吸収効果が期待される燃焼ガス再循環方式を研究した。燃焼ガスを模擬するためCO_2を空気中のN_2と置換し、その割合を変化させて添加効果を調べた。さらに、実用燃焼器への応用の観点および輻射吸収長さの減少による輻射再吸収効果が強く現れることを考えて、高圧燃焼容器を用いた高圧雰囲気下での燃焼実験を行い、雰囲気圧力とCO_2の添加効果の関係を調べた。実験には対向流予混合火炎を用い、その消炎特性へのCO_2の添加効果を調べた。
得られた結果においては、伸長率を一定にした場合の消炎当量比あるいは当量比を一定にした場合の消炎伸長率は圧力の増加及びCO_2濃度の増加とともに、単調に燃焼性低下側に変化した。また、その変化する割合もほぼ一定であった。ゆえに、本実験の条件(圧力5atm以下、バーナーノズル径15mm)では、CO_2添加による火炎温度の低下や燃焼速度の低下等の負の作用が支配的であり、輻射再吸収効果による燃焼強化の作用は相対的に極めて小さいことが分かった。また、圧力の増加及びCO_2濃度の増加により火炎面が不安定になることが観察された。それらの不安定性は、それぞれ流体力学的不安定性、Le数の低下による拡散・熱的不安定性に起因するものと考えられる。本実験においては、圧力の増加による流体力学的不安定性が特に顕著に現れた。実用燃焼機器においては、高圧環境で燃焼を行わせることが多いため、流体力学的不安定性を考慮することが高効率燃焼器の開発には不可欠であることが分かった。
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