| 研究概要 |
電熱ヒーターによる加熱では両端開の管路(管長1)の上流端から1/4にあるときに気柱の基本振動モードが発生し、しかも励振効果が強いことが分かっている。これらの性質を踏まえて平成10年、11年度ではプロパン、メタンなどの予混合火炎を管路内に置いてその気柱振動の励振効果が電熱ヒーターの場合とどう異なるかを検討してきた。本年度は細線(凡そ0.05mmφ)ヒーターの交流加熱により気柱が共振しうることを確かめた。燃料供給系、空気供給系の管路効果を含めた固有モードを考察したが励振・制振効果について統一的見解を得るには至っていない。そこで、現象をさらに単純化するべく、燃料として炭も用いたが,主としてアルコール系燃料を管路内で拡散燃焼させて現象がどのように変わるかを調べた。その結果、電熱ヒーターの場合と、あるいは前年度の予混合火炎の場合と比較して同種の現象が起こるだけでなく、それらと区別される現象が発生することが分かった。例えば燃焼が始まると音が成長するが短時間経過するなかで減衰し、次いで別の振動数の音が成長する場合がある。現象は非定常的であるからどの時間帯を選ぶかにより周波数分析の結果が異なる難しさがある。また、火炎が管路の上流端から外部へ逆火が激しく起こる場合もある。これらの現象についても気柱振動の立場から考察を加えてその一面を定性的に説明できるようになった。
今後、音が発生する流速範囲について、発生熱量の変化が他の状態量の変化とどのような位相関係にあるかなどについて定量化しなければならない。最近、高速度ビデオカメラを入手できたので、火炎輝度の増強、シュリーレン撮影などにより情報を得ようと実験を続けている。一方、別な角度から液体燃料と類似の燃焼形態を気体燃料系でシミュレーションする検討を行っている。
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