旋回空気流および非旋回環状空気流を用いた対向噴流超希釈拡散燃焼の研究

旋流与非旋流环形气流对射超稀扩散燃烧研究

基本信息

  • 批准号:
    21K03893
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

前年度製作した旋回対向噴流拡散燃焼バーナを用いて、二酸化炭素希釈メタンを燃料とした三重火炎の実験を行った。三重火炎は希薄予混合火炎、拡散火炎、過濃予混合火炎によって構成されるものである。また、実験に対応した軸対称二次元の詳細反応数値計算も実施した。その結果、実験では安定で定常な三重火炎の形成に成功し、一般的な希釈可燃限界と見なされている火炎伝播限界と同じ希釈率における希釈燃焼を実現することができた。これは、前年度対象とした拡散火炎に比べて局所消炎が起きにくいことが理由である。一方数値計算においては、実験とほぼ同じ構造の三重の火炎を形成することに成功し、それぞれの火炎におけるOH, O, Hラジカル濃度を違いを調べることができた。なおラジカル濃度は2つの予混合火炎において高く、拡散火炎ではかなり低いことが明らかになった。また二酸化炭素希釈メタン三重火炎と並行して、水素空気の旋回対向噴流拡散火炎の実験と数値計算も実施し、NOx排出特性を調べた。その結果、全体当量比が低いほど、またスワール数が高いほどNOx排出が低いことが明らかになった。また数値計算結果から、この燃焼方式では火炎面温度がかなり低下し、それによってNOxが低下することが分かった。なお、比較対象として実施した同軸流の水素空気拡散火炎でのNOx排出も調べたところ、その排出量も低いという結果が得られ、旋回対向噴流拡散火炎の優位性が確認できていない。
利用去年制造的旋流逆流扩散燃烧燃烧器,进行了以二氧化碳稀释甲烷为燃料的三重火焰实验。三重火焰由贫预混火焰、扩散火焰和浓预混火焰组成。我们还对实验对应的轴对称二维反应进行了详细的数值计算。结果,我们在实验中成功形成了稳定稳定的三重火焰,并且能够在与火焰传播极限相同的稀释率下实现稀释燃烧,火焰传播极限通常被认为是稀释可燃极限。其原因是,与去年目标的扩散火焰相比,局部灭火的可能性较小。另一方面,在数值计算中,我们成功地形成了与实验几乎相同结构的三重火焰,并且能够研究每个火焰中OH、O和H自由基浓度的差异。结果表明,两种预混合火焰中的自由基浓度较高,而扩散火焰中的自由基浓度则相当低。此外,与二氧化碳稀释甲烷三重火焰并行,在氢气空气旋转逆流扩散火焰上进行了实验和数值计算,以研究NOx排放特性。结果表明,总当量比越低、涡流数越高,NOx排放量越低。数值计算结果还表明,这种燃烧方法显着降低了火焰锋温度,从而减少了NOx。此外,当我们使用同轴流氢-空气扩散火焰研究NOx排放量并进行比较时,我们发现排放量也很低,并且无法证实旋转逆流扩散火焰的优越性。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
旋回空気型対向噴流拡散バーナを用いた三重火炎の希釈燃焼
使用旋流空气型对置射流扩散燃烧器的三重火焰稀释燃烧
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    シュウ ヤショウ;蒋宇洋;張弛;西岡牧人
  • 通讯作者:
    西岡牧人
Study on Ultra-Diluted Diffusion Combustion Using Swirling Counterflow Jet Burner
旋流逆流喷射燃烧器超稀扩散燃烧研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.Jiang; M.Nishioka
  • 通讯作者:
    M.Nishioka
水素空気旋回対向噴流拡散火炎の研究
氢气空气旋流对射扩散火焰研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中村祐人;蒋宇洋;内山雄太;西岡牧人
  • 通讯作者:
    西岡牧人
水素空気旋回対向噴流拡散火炎の研究
氢气空气旋流对射扩散火焰研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中村祐人;蒋宇洋;内山雄太;西岡牧人
  • 通讯作者:
    西岡牧人
旋回空気型対向噴流拡散バーナを用いた三重火炎の希釈燃焼
使用旋流空气型对置射流扩散燃烧器的三重火焰稀释燃烧
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    シュウ ヤショウ;蒋宇洋;張弛;西岡牧人
  • 通讯作者:
    西岡牧人
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西岡 牧人其他文献

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