限界酸素濃度に及ぼす酸化剤温度の影響

氧化剂温度对临界氧浓度的影响

• 批准号: 07680452
• 负责人: 石塚 悟
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07680452/
• 关键词: 限界酸素濃度; 多孔質円筒バ-ナ; 酸化剤温度; 火炎温度

本研究計画に従い、まずはじめに、2次元の小型縦型燃焼風洞と多孔質円筒バ-ナを製作した。また、本研究代表者の配置替えに伴い、当初の研究計画には含まれてはいなかったが、各種燃料(メタン、プロパン、水素)、各種不活性ガス(窒素、アルゴン、ヘリウム)、および酸化剤(空気、酸素)の供給装置を製作し、±0.5%以内の精度で任意の組合せの混合気を最大毎分100ιまで供給できるように供給系を完備した。さらにまた、実験室周囲に暗幕を張り、モータドライブ付35ミリカメラによる詳細な火炎観察と正確な火炎位置の測定が行えるよう整備した。次に、第一段階の実験として、常温における限界酸素濃度の測定を行なった。その結果、既存の測定値とほぼ同様な値が得られ、今回製作した装置・供給系が本研究を遂行する上で妥当であることを確認した。また、固体燃料としてPMMAの円筒状試験片を用いて測定を試みたが、強力な着火源を必要とするほか、着火後も安定した2次元形状の火炎が形成されず、目下、その原因を検討中である。しかし、液体燃料については、2次元形状の安定な火炎が形成されることを確認した。さて、酸化剤温度の影響に関する実験であるが、当初加熱に使用を予定していた電気ヒ-タ(3相:200V)は、実験室の電気容量の点から使用できず、目下、燃焼ガス方式のヒ-タを検討中である。そのため、酸化剤温度の影響は理論解析を行なうに留まったが、その結果、(1)酸化剤温度の上昇は火炎温度を上昇させるが、その温度上昇分がそのまま火炎温度の上昇分とはならないこと、(2)ただし、酸素濃度が小さくなって火炎が淀み面に対しかなり酸化剤側に形成されるようになると、ほぼ酸化剤温度の上昇に見合って火炎温度が上昇すること、が明かとなった。現在、この結果を踏まえ、酸化剤温度と酸素濃度との関係を明かにすべく研究を続行中である。

根据该研究计划，我们首先制作了二维小型垂直燃烧风洞和多孔圆柱形燃烧器。此外，由于主要研究者的调动，我们还建立了各种燃料（甲烷、丙烷、氢气）、各种惰性气体（氮气、氩气、氦气）和氧化剂（空气、氧气）的供应系统，并配备了它配备的供给系统可以以最高100ι/min的速度供给任意组合的空气燃料混合物，精度在±0.5%以内。此外，实验室周围放置了遮光窗帘，并安装了带有电机驱动的35mm摄像机，以实现详细的火焰观察和精确的火焰位置测量。接下来，作为第一阶段实验，测量了室温下的临界氧浓度。结果，获得了与现有测量几乎相似的值，证实了新构建的设备和供电系统适合开展这项研究。另外，尝试使用PMMA的圆柱形样品作为固体燃料进行测量，但除了需要强大的点火源之外，目前即使在点火后也无法形成稳定的二维火焰。然而，已证实使用液体燃料形成了具有二维形状的稳定火焰。现在，关于氧化剂温度影响的实验，由于实验室的电容量，原计划用于加热的电加热器（三相：200V）无法使用，目前燃烧气体我们正在目前正在考虑一种新型加热器。因此，氧化剂温度的影响仅限于理论分析，但结果如下：（1）氧化剂温度的升高使火焰温度升高，但这种温度升高并不直接升高火焰温度。然而，显然，当氧浓度降低并且火焰在相对于停滞表面非常接近氧化剂侧形成时，火焰温度几乎与氧化剂温度的增加成比例地增加。基于这些结果，我们目前正在继续研究以阐明氧化剂温度和氧气浓度之间的关系。