管状火炎による高速気流中での火炎の安定化

管状火焰高速气流中的火焰稳定性

基本信息

批准号：
11875218
负责人：
石塚悟
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度は、管状火炎を高速気流中での火炎の安定化の手段として利用する方法を提案し、管状火炎の当量比を0.9以上に設定することで、極めて容易に現装置で可能な140m/sの流速までプロパンのノズル火炎を保炎できることを示した。今年度は、その保炎機構を明らかにする目的で、温度分布を測定し、その熱的構造を調べた。温度の測定には、二酸化ケイ素で被覆したPt/Pt-13%Rhの熱電対を管状火炎バーナ直上に設置し、半径方向の温度分布を測定した。まず、管状火炎で安定化された過濃混合気のノズル火炎の温度分布を測定した。その結果、管状火炎のみの場合に比べ中心軸側に温度の高い領域が形成され、ノズル混合気中の余剰の燃料と管状火炎側混合気の余剰酸素との間に燃焼が起きて、厚い反応帯が形成され、燃焼が非常に安定に行われていることが確かめられた。次に、それのみでは安定に存在できない当量比Φ_n=1.0の理論混合気について、管状火炎で保持した場合の温度分布を流速を順次速くして(V_n=55,94,131m/s)測定した。その結果、遅い流速(V_n=55m/s)では、温度分布は上記の場合とほぼ同様であるが、流速を上げる(V_n=94m/s)と、最高温度は約1400℃と維持されるものの、いわるゆ限界火炎温度1200℃以上の高温領域の厚みが減少し、現装置の最高速度(V_n=131m/s)では、この高温領域が非常に薄くなって、管壁側、中心部側への温度勾配が著しく増加し、反応領域からの熱損失が増大していることがわかった。したがって、1200℃以上の高温領域が厚く形成され、この領域両側の管壁側から中心軸側にかけての温度分布が上に凸となって反応帯からの熱損失が少ないことが管状火炎による火炎安定化にとって重要であることが明らかになった。

去年，我们提出了一种使用管状火焰作为在高速气流中稳定火焰的一种方法，并将管状火焰比为0.9或更多，以便使用当前设备非常容易。丙烷的喷嘴火焰可能会膨胀，直到流速为止。今年，测量了温度分布并检查了热结构，以阐明炎症机制。对于温度测量，将一对带有二氧化硅涂层的热电对安装在管状火焰燃烧器上方，并测量了半径方向的温度分布。首先，测量了用管状火焰稳定过度混合物的喷嘴火焰的温度分布。结果，与单独的管状火焰相比，在中心轴侧形成了高度的区域，并且在喷嘴混合物的盈余燃料和管状火焰侧混合物的剩余氧气之间发生较厚的反应被确认形成了OBI，并且燃烧非常稳定。接下来，通过逐渐增加流速（v_n = 555,94,131.131亿/s）来测量φ_n= 1.0的理论混合物，通过逐渐提高肾小管火焰的情况下的流速。结果，在慢速速度（V_N = 55m/s）中，温度分布几乎与上述相同，但最大温度约为1400°C（V_N = 94m/s）。 - 火焰温度为1200°C或更高的温度区域被降低，并且当前设备的最大速度（V_N = 131m/s）变得非常薄，并且管壁侧为中心。温度显着升高，已经发现反应区域的热量损失增加了。因此，厚度为1200°C或更多的高温区域被厚实形成，并且从两侧的管壁侧到中央轴侧的温度分布是凸的，并且来自反应区的热量损失较小，火焰火焰稳定较低对于管子而言，这对转换很重要。