| 研究概要 |
本研究は.超音速空気流中における空気と燃料の混合促進および燃焼の促進を,実験的に調べることを目的としている.空気流と燃料流の間に形成される混合層に対して,外部から音波じょう乱を入射することでその不安定性を励起する.音波じょう乱の発生源として,本研究では流路壁面に設けたキャビティ(くぼみ)を用いた.音波じょう乱の入射により乱流混合が促進され,燃焼効率が増大することが期待される.
非燃焼実験.本研究では,燃焼実験に先立って.燃焼を伴わない非燃焼実験を行った.実験の最初の段階として.音波じょう乱が混合層の成長率に及ぼす影響をまずは明らかにするためである.超音速空気流に対して水素を平行に噴射し,そこに形成される超音速せん断層にキャビティからの音波擾乱を入射し,混合促進効果を調べた.測定は,ピトー圧測定,シュリーレン像の撮影を行った.シュリーレン像の撮影には,購入した設備備品のイメージインテンシファイア内臓CCDカメラ(DiCAM-2)を用いた.音波じょう乱を入射した場合,ピトー圧分布,シュリーレン像のいずれからも.音波じょう乱を入射しない場合と比較し混合層の成長率が増大したことが示されたこれより,音波じょう乱の入射は超音速流れ場中に形成される混合層の混合促進に有効であることが示された.
燃焼実験.上記混合促進が燃焼効率に及ぼす影響を調べるため,燃焼を伴う混合層に音波じょう乱を入射し,燃焼効率の変化を調べた.燃焼効率は,燃焼器内の壁面静圧分布から算出した.音波じょう乱を入射した場合.入射しなかった場合と比較して燃焼効率は増大した.また,より強い燃焼モードが安定して維持されることが確認された.
以上より音波じょう乱の入射は,超音速流中での混合促進および燃焼効率の増大に有効な手段であることが明らかになった.
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