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J-GLOBAL ID：201702249780986650   整理番号：17A0469232

近消炎条件での小規模噴流拡散火炎の熱再循環支援燃焼に関する数値的研究【Powered by NICT】

A numerical study on heat-recirculation assisted combustion for small scale jet diffusion flames at near-extinction condition

著者 (4件)： Gao Jian (Department of Mechanical Engineering, Toyohashi University of Technology, 1-1 Hibarigaoka, Tempaku, Toyohashi 441-8580, Japan) ,  Hossain Akter (Department of Mechanical Engineering, Toyohashi University of Technology, 1-1 Hibarigaoka, Tempaku, Toyohashi 441-8580, Japan) ,  Matsuoka Tsuneyoshi (Department of Mechanical Engineering, Toyohashi University of Technology, 1-1 Hibarigaoka, Tempaku, Toyohashi 441-8580, Japan) ,  Nakamura Yuji (Department of Mechanical Engineering, Toyohashi University of Technology, 1-1 Hibarigaoka, Tempaku, Toyohashi 441-8580, Japan)
資料名： Combustion and Flame  (Combustion and Flame)
巻： 178  ページ： 182-194  発行年： 2017年 
JST資料番号： C0104A  ISSN： 0010-2180  CODEN： CBFMAO  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 小型噴流拡散火炎の熱再循環(バーナ壁による)支援火炎安定化機構の存在を証明するために,サブミリメートル(一定の内径0.8mmの)ジェット上のメタン-空気火炎に対して行った一連の二次元軸対称数値計算。17の化学種と58段階を含む骨格機構は,化学反応速度論のために使用されると詳細な輸送特性を考察した。バーナーは熱伝導性と化学的に不活性と考えられている。バーナ表面を通しての熱の再循環(フィードバック)(Q_re)と熱損失(Q_loss)に関与する熱流束を数値結果からそれぞれ計算した。有効過剰エンタルピー(H)を定義し,火炎のバーナの全体的な熱効果を測定した。種々の熱伝導率(,1.0 0.3W/m-Kから100W/mKに,これは現実的なバーナ材料のほとんどをカバーk_b)と壁厚(c_b,0.2mmから0.8mmまで)を用いて異なるバーナの広範囲燃料噴流速度(V,定常状態火炎を維持するために最小値から3.2m/sまで)を本研究で考察した。結果は,Vが増加するにつれて,Q_lossにQ_reの比は単調に増加し,臨界燃料噴流速度V_C,それ以上でQ_reはQ_lossを超えるをもたらし,従って,熱再循環効果はバーナの存在による熱損失効果を相殺できることを示した。さらに,V_cはk_bとc_bを減少させることにより減少させることができることが示唆され,従って,熱再循環支援燃焼は,このようなバーナシステム下で消炎近傍条件で促進されることが分かった。火炎温度はk_bまたはc_bは消炎近傍条件で減少すると有意に上昇し,燃料ジェット速度の消炎限界は,特定の条件下で拡張できることを明らかにした。計算は,水素とジメチルエーテルの火炎で行っ燃料依存性を調べた。火炎バーナの熱的相互作用は,燃料の物理的性質(Sc数)と化学動力学の両方に影響されることが示唆された。Sc>1の燃料,ジメチルエーテル(Sc=1.2)などでは,火炎は容易に持ち上げ,無視できる火炎バーナ相互作用(H ≒ 0)をもたらした。Sc<1の燃料,メタン(Sc=0.7)と水素(Sc=0.2)等では,火炎基部構造を支配する化学動力学が重要な因子となっている。火炎バーナ付着のために,非常に高いHがある条件での過剰エンタルピー燃焼を達成するために,水素噴流拡散火炎のための期待できる。全体として,本研究は,消光で拘束された狭い操作流速範囲と予混合燃焼システムにおけるブローオフ限界,熱再循環支援安定した燃焼が拡散燃焼モードを選択することにより,比較的広い流量(出力)範囲で可能であることを意味している。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： 水素 ,  熱流束 ,  化学種 ,  *再循環 ,  二次元 ,  *消炎 ,  反応速度論 ,  バーナー ,  流速 ,  予混合燃焼 ,  火炎温度 ,  熱損失 ,  数値計算 ,  *拡散火炎 ,  熱伝導率

著者キーワード (5件)： 過剰エンタルピー燃焼 ,  熱再循環 ,  マイクロ火炎 ,  ジェット火炎 ,  火炎壁相互作用

分類 (1件)： 燃焼一般  (XE04010W)

タイトルに関連する用語 (8件)： 消炎 ,  小規模 ,  噴流拡散火炎 ,  熱再循環 ,  支援 ,  燃焼 ,  数値 ,  研究