吋)
6. ガソリンなどの燃料をできるだけ希薄化する際、 水素添加を行うことにより乱流 燃焼特性の低下を軽減し、 安定した希薄燃焼を実現できる可能性がある
5章では、 レーザトモグラフ法を用いて予混合乱流火炎の断層写真撮影を行い、 その 火炎構造の解明を試みた. そこでは、 乱流燃焼時の火炎表面積及び局所的な火炎形状特 性の解析を行い、 燃料、 当量比、 希釈剤、 水素添加率などの与える火炎構造への影響に ついて検討した. その結果、 以下の結論を得た.
7. いずれの混合気においても、 未燃ガス側に突出した領域は穏やかな弧を持つのに
対し、 既燃ガス側に突出した領域では火炎面の曲率が比較的大きく、 鋭いカスプ形 状が観察される.
8. 乱流火炎表面積は当量比、 希釈剤の種類、 水素添加率などによらず、 ほぼ乱れ強 さに依存している. ただし、 ヘリウム添加混合気においてはその高い動粘度のため に、 火炎面積が若干小さくなる傾向がある.
9. 結論8から、 舌L流燃焼速度に及ぼす因子のうち、 局所燃焼速度変化が重要な要素 であることが推測できる.
10. 乱流火炎面において、 未燃ガス側に突出した領域の割合は既燃ガス側に突出した 領域と比較して常に大きい. したがって、 この領域での局所燃焼特性変化が乱流燃 焼場全体における支配因子になっていると考えられる.
11. 乱流燃焼場における未燃ガス側に突出した領域の支配度には、 混合気の種類によ
って差異が存在する.
12. 乱流火炎面の局所的な形状スケールは、 混合気、 燃焼条件などによって異なって おり、 大きな曲率を持つ領域で、は熱や物質の拡散が促進され、 局所燃焼特性に大き な影響を与えている可能性がある.
13.
混合気の性質による火炎形状特性の差異はどのような乱れ場においても現れるの ではなく、U'/SLOが大きな領域で、はその特性差が小さくなり、
火炎形状特性は主に乱 れ強さに支配されるようになる.6章では、 連続発振レーザと高速度カメラを用いて予混合乱流伝ぱ火炎の連続断層写 真を撮影した. さらに、 予混合火炎の局所的な火炎形状と燃焼速度変化を直接的に解析 できる手法を開発し、その相関関係、について検討を行った. また、 それら両特性の及ぼ す乱流燃焼速度への影響について考察した. その結果、 以下の結論を得た.
14.
乱流伝ぱ火炎には、 その火炎形状によって大きく成長する領域と停滞する領域が 見られる.15.
層流火炎では火炎面における局所的な燃焼速度変化は発生していないものの、 乱 流火炎においてはその形状により異なる局所燃焼速度を示すことを明らかにした.16.
火炎形状による燃焼特性の変化は、当量比や燃料に依存していることが分かつた.1
38
例えば、 当量比1.5のプロパン混合気では、 未燃ガス側に突出した領域で高く、 既 燃ガス側に突出した領域でやや低い火炎速度を示した.
17.
異なる不活性ガスを添加することにより混合気の希釈を行った場合、 添加するガ スの特性によって異なる火炎形状特性を示し、 その影響により局所燃焼速度特性に 差異が生じる.18.
本実験条件の範囲においては、 乱流燃焼場における局所的な燃焼特性の差異に、火炎伸張率に基づいて説明できる傾向は見られない.
19.
局所火炎速度は、 その乱流燃焼場における平均値も混合気固有の層流燃焼速度と 異なる値を示す. これは、 領域比ZjZbの影響によると考えられ、 領域比は乱流燃焼 速度に関する一つの重要なノ々ラメータといえる.20. 火炎形状特性及び局所燃焼速度特性を考慮することにより、 様々な混合気におけ る乱流燃焼特性を説明できる.
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