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J-GLOBAL ID：201502279736499723   整理番号：15A0253022

乱流予混合火炎に対する遠心力の効果

Effect of Centrifugal Force on Turbulent Premixed Flames

著者 (3件)： BRIONES Alejandro M. (Univ. Dayton Res. Inst., OH) ,  SEKAR Balu (Wright-Patterson AFB, OH) ,  ERDMANN Timothy (Innovative Scientific Solutions, Inc., OH)
資料名： Journal of Engineering for Gas Turbines and Power  (Journal of Engineering for Gas Turbines and Power)
巻： 137  号： 1  ページ： 011501.1-011501.10  発行年： 2015年01月 
JST資料番号： E0270B  ISSN： 0742-4795  CODEN： JETPEZ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 回転場の半径方向キャビティ予混合室(HGC)を有する超小型燃焼器(UCC)の乱流火炎速度に対する遠心力の効果について,数値計算で検討した。初めに非定常二次元乱流の質量連続,運動量,エンタルピーに関する基礎方程式,SAS乱流モデルに基づく乱流運動エネルギーと散逸率の表式,および総括燃焼反応(1段または2段)の化学種の輸送方程式を示し,汎用CFD計算コードFLUENTを用いた数値計算手順を説明した。プロパン,ケロシン,またはn-オクタンと空気の化学量論比の予混合火炎を対象とし,遠心力(1~3000g)をパラメータとして断熱管左端における点火(300J/100μ秒)後の火炎伝播をシミュレートした。プロパン-空気予混合火炎の管内の経過時間(2~25m秒)に対する温度分布,圧力分布の変化,火炎伝播速度に対する遠心力の効果,火炎表面積および乱流火炎速度の時間的変化を図示した。航空用ジェットエンジン燃料のケロシン,n-オクタンについて同様に各特性の計算結果を図示した。検討の結果,1)プロパン-空気予混合火炎の伝播速度の計算結果について実験値と良い一致が得られた。2)3種の混合気の火炎伝播速度は遠心力の増加と共に(約40m/秒から)増加して最大値(約120m/秒)に達し,以降,(約60m/秒まで)減少した。3)点火後の温度上昇により層流化し,密度差と遠心力の効果によるRayleigh-Taylor不安定と熱膨張により局所流速が決まり,さらに乱流燃焼速度と併せて上記の火炎伝播速度が決まるとした。4)燃焼波動の渦と火炎面の相互作用により皺状(wrinkle)火炎となり,Landau-Darrieus流力不安定が発生して波状(corrugate)火炎を形成すると考察した。5)UCC-HGCの遠心力が大きい条件(2000~3000g)では波状火炎がストレッチして消炎する可能性がある等の結論を得た。

シソーラス用語： *予混合火炎 ,  *乱流火炎 ,  *遠心力 ,  燃焼器 ,  ジェット機関 ,  乱流モデル ,  計算流体力学 ,  灯油 ,  速度 ,  温度分布 ,  圧力分布 ,  Rayleigh-Taylor不安定性 ,  アルカン
準シソーラス用語： ガスタービン燃焼器 ,  火炎伝播速度 ,  予混合乱流火炎

分類 (2件)： ガスタービン  (PB02040Y) ,  燃焼理論  (XE04020H)

物質索引 (2件)： n-オクタン ,  プロパン

タイトルに関連する用語 (2件)： 乱流予混合火炎 ,  遠心力