燃焼の限界に関する統一理論構築のための極低流速・低ルイス数対向流火炎実験

公開 2020年3月11日

丸田 薫 MARUTA Kaoru

東北大学 流体科学研究所 教授

L3-FLAMELow-speed low-Lewis-number counterflow flame experiment for unified combustion limit theory

準備中
宇宙利用/実験期間 2021年 ~
研究目的 低ルイス数混合気における高精度の燃焼限界特性と、限界近傍の燃焼現象に関する知見を得ます。また、極低速の対向流火炎法によって、燃焼限界近傍の伝播火炎と、球状定常火炎である Flame ball との相互の関係を示す現象を観察し、基礎データを取得します。実験結果を詳細に分析することによって、通常の伝播火炎の燃焼限界と、球状定常火炎である Flame ball の燃焼限界を統一的に扱う世界初の燃焼限界理論を構築します。
宇宙利用/実験内容 微小重力環境下で対向流火炎を形成し、火炎の様子を撮影しながら燃料濃度や流速などの燃焼条件を消炎する方向に緩やかに変化させます。この過程で、平面火炎のままの消炎や Flame ball への遷移など、注目する現象が観察される条件やその現象に関する分析を行います。また、パラメータを変化させる範囲を変える、希釈ガスの種類を変更するなどの操作を行いながら実験を繰り返し、平面火炎と Flame ball の相互関係を解析するための基礎実験データを取得します。
期待される利用/研究成果 基礎燃焼の分野において、これまで異なる現象として別々に取り扱われてきた平面火炎と Flame ball について、それらの燃焼限界の統一的理論を構築できる可能性のある世界初のアプローチにより、実験が成功すれば当該分野において世界をリードする先端的な科学的知見を獲得できます。本実験で得られるデータは、乱流火炎モデルの構築・検証に利用可能な基準実験データとなります。また、酸素燃焼における燃焼器の予測的設計に用いられるシミュレーションの検証に利用可能な基準データとなります。

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酸素燃焼の燃焼限界に関する統一理論構築のための極低速対向流実験 [ pdf: 118.1 KB] 70494

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