| 研究概要 |
環境適合の観点から希薄予混合火炎が工業用燃焼器に利用される場合が増加している.しかし,火炎の伝播性のために逆火による燃焼器の損傷の危険が生じ,安定した火炎状態を維持するための燃焼法を確立することが重要となる.また,逆火の危険性を考慮して燃料と空気は別々に供給されている.そのため均質混合が実現できないまま燃焼反応が進行していると考えられる.乱流燃焼場や乱流混合場では流速やスカラー量(温度,化学種濃度)が空間的に不均質かつ時間的に変動し,これらの特性が乱流混合や火炎構造を支配するため,乱流場での流速とスカラー量の瞬時分布計測方法の確立とその適用による現象の解明が肝要となる.そこで本研究では燃料濃度分布の不均質性に着目し,混合区間距離の異なる燃料ノズルによる燃焼器を対象に,燃料濃度・火炎温度,およびOHラジカル・火炎温度を同時に瞬時2次元計測を可能とする光学系を構築した.そして,燃料濃度の不均質性が希薄予混合火炎の燃焼特性に与える影響について考察を行った.得られた結果は以下のとおりである.(1)燃焼場における燃料濃度分布計測から,燃料濃度分布の不均質性が高い場合には,火炎根元部での火炎位置の変位が大きくなることがわかった.これは燃焼速度に不均質が生じたことが一因と考えられる.また,燃料濃度・温度同時計測から,上流からの燃焼ガスと火炎面で形成される燃焼ガスとの混合によって,燃料濃度の不均質性に比べて燃焼場の火炎温度の不均質性が小さいことがわかった.(2)さらに,OH・温度同時計測から,火炎温度がほぼ同じでも,複雑な火炎面形状が現れる場合には,その周囲の燃料濃度の差によってOH濃度に差が生じる場合があることを明らかにした
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