2013 Fiscal Year Annual Research Report
高温高圧環境下における異性体バイオ燃料の乱流燃焼メカニズムの解明
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23360090
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小林 秀昭 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30170343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早川 晃弘 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (90709156)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 高圧燃焼 / 乱流燃焼 / バイオ燃料 / 異性体 / 化学反応機構 |
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| Research Abstract |
平成２５年度は，研究期間のまとめとして円形ノズルバーナにより計測したOH-PLIF画像を再解析し，1-プロパノール，2-プロパノール，ならびに異性体がない炭素数３のプロパンに対してフラクタル解析による最小凹凸スケールならび平均反応進行変数分布を積分して得られる平均火炎領域体積の算出を行った．これにより，最小凹凸スケールについてはプロパノール異性体間で概ね等しい結果が得られたが，プロパンの最小凹凸スケールはこれらより明確に大きく，火炎面密度が小さい原因となっていることが確認できた．平均火炎領域体積もプロパンは大きく，小スケールの凹凸形成が抑制されて大スケールの凹凸が支配的であることが確認された．
燃焼排出ガス特性に対する分子構造の影響を明らかにするためNOx分析計を新たに導入し，既設CO分析計も用いてプロパノール異性体ならびにプロパン火炎に対する排出ガス特性を計測した．はじめに平衡濃計算を行ったところ，NO濃度，CO濃度とも３種の燃料に対してほとんど一致した．これは燃料を構成する原子種と原子数がほぼ同じでありかつ断熱火炎温度も概ね等しいことが原因である．一方，乱流火炎直後で計測したCOおよびNOの濃度およびエミッションインデックスは，COについては３種の燃料で等しいが，NOはプロパン火炎が大きくプロパノール火炎は小さいという結果が得られた．CO濃度に対しては含酸素燃焼であるプロパノールのCO濃度が低下するとの予想に反した．プロパノール火炎のNO濃度が低いことは有限反応時間における反応経路の影響と思われるが，アルコール系燃料の特徴であろう．これらの濃度に対して異性体の影響が見られなかったのは，COやNOが主反応帯下流で生成されるためと考えられ，乱流火炎構造が主反応帯上流での流れと反応の相互作用の影響が大きいのと対比して考えるべきであろう．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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