平衡／非平衡プラズマの併用による超音速流中での着火・燃焼促進

使用平衡/非平衡等离子体的组合促进超音速流中的点火和燃烧

基本信息

批准号：
23360375
负责人：
滝田謙一
金额：
$ 11.81万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011-04-01 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23360375/
关键词：
燃焼流体プラズマ着火スクラムジェット DBD

项目摘要

本研究は，平衡（熱）プラズマと非平衡（低温）プラズマの併用により極めてエネルギ効率の高い着火・燃焼促進技術の新規開発を目的とする。平成24年度は　①平衡／非平衡プラズマを併用した着火システムによる着火・燃焼実験，②プラズマ及び火炎の光学計測，③プラズマ反応のモデリング，④３次元燃焼解析コードを用いたプラズマ着火の数値シミュレーション　の実施を計画し，以下の成果を得た。①については，プラズマジェット（PJ)トーチと誘電体バリア放電（DBD）を併用した着火システムを用いて，水素及び炭化水素を燃料とする着火・燃焼実験を行った。その結果，水素燃料についてはDBD装置の併用による着火促進効果が見られた。しかしスクラムジェットの代表的な炭化水素燃料であるエチレンに対しては，目立った着火促進効果を捉えることができなかった。②については今年度は実施しなかった。③については，空気中でDBD装置を作動させた場合に，多く生成されることが知られているオゾンを燃焼機構に加えて着火遅れ時間の解析を行い，上記①で観測されたエチレン燃料に対してDBD装置を併用しても着火促進効果がほとんど見られない原因を探った。④については水素燃料について，DBD装置の作動を模擬するオゾン添加を行う領域とオゾン添加濃度を変化させた計算を行った。その結果，断面全域に平均的にオゾンを加えた場合と同等の着火促進効果を，噴射孔側の壁面付近に集中的にオゾンを供給することができ，より効率的にオゾンの着火促進効果を得られることを見出した。

这项研究旨在开发新的点火和燃烧促进技术，通过使用平衡（热）和非平衡（低温）等离子体，它们具有极大的节能。在2012财年中，我们计划使用使用平衡和非平衡等离子体的点火和燃烧实验进行点火和燃烧实验，2）血浆和火焰的光学测量，3）血浆反应的建模，4）4）使用三维燃烧分析代码和成就的等离子体点火的数值模拟。关于①，使用使用等离子射流（PJ）火炬的点火系统进行点火和燃烧实验，并使用氢和碳氢化合物作为燃料进行介电屏障排放（DBD）。结果，发现点火是通过用于氢燃料的DBD设备的组合来促进的。但是，无法检测到对乙烯的任何明显的点火增强作用，乙烯是Scramjets的典型碳氢化合物燃料。关于②，我们今年没有实施。关于③，除了燃烧机制外，还分析了DBD设备在空气中操作时大量生产的臭氧，并且分析了点火延迟时间，以及当在与DBD设备配合使用in e e e e乙烯燃料时，几乎没有看到乙烯燃料中的乙烯燃料何时使用。关于④，对于氢燃料，使用臭氧加法区域和臭氧加成浓度的变化进行计算，从而模拟了DBD设备的运行。结果，发现与平均在整个横截面中添加臭氧相同的点火促进效应可以集中在注入孔侧的壁表面附近，并且可以更有效地获得臭氧点火促进的效果。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

超音速流におけるプラズマジェットによる着火過程の分光計測

超音速流中等离子射流点火过程的光谱测量

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
国富誠一;松原慶典;滝田謙一;升谷五郎
通讯作者：
升谷五郎

メタンを作動ガスに含むプラズマジェットによる着火の数値解析

以甲烷为工作气体的等离子射流点火的数值分析

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
車田健太郎;渡部潤也;滝田謙一;升谷五郎
通讯作者：
升谷五郎

Three-dimensional analysis with detailed chemical kinetics on plasma ignition in a supersonic flow

超音速流中等离子体点火的详细化学动力学三维分析

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mizuno T;Takewa Y;Sumikura H;Ohnuma K;Moriwaki T;Yamanami M;Oie T;Tatsumi E;Uechi M;Nakayama Y;Seiichi Kunitomi; Junya Watanabe; Kenichi Takita; Goro Masuya
通讯作者：
Seiichi Kunitomi; Junya Watanabe; Kenichi Takita; Goro Masuya

Ignition of hydrogen and hydrocarbon in a supersonic flow by simultaneous operation of DBD and PJ

DBD 和 PJ 同时运行在超音速流中点燃氢气和碳氢化合物