Combustion Engineering Laboratory, Osaka University

混相燃焼場に対する非接触レーザー応用計測

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■噴霧燃焼

噴霧(Spray)の特徴を表す,平均的な液滴の大きさ(平均粒径)やその確率密度分布(粒径分布)は,噴霧火炎構造に大きな影響を与えます.本研究では,振動オリフィス式噴射弁を用いて噴霧特性を他の物理状態から独立して操作することにより,噴霧特性が噴霧火炎構造に与える影響を明らかにすることを目的としております.特に,拡散的な火炎構造を持つ際に噴霧火炎内で形成されるすすに対してはレーザー誘起赤熱法を用いた可視化や,直接数値解析による検討を行っています.

  1. Jun Hayashi, Junichi Fukui, and Fumiteru Akamatsu, Effects of Droplet Size Distribution of Fuel Spray on Soot Formation in Spray Flames Formed in a Laminar Counterflow, Proceeding of the Combustion Institute, 34-1(2013), 1561-1568.
  2. Jun Hayashi, Hiroaki Watanabe, Ryoichi Kurose and Fumiteru Akamatsu, Effects of fuel droplet size on soot formation in spray flames formed in a laminar counterflow, Combustion and Flame, 158-12(2011), 2559-2568.

■微粉炭燃焼

微粉炭燃焼は火力発電の燃焼設備において用いられる代表的な燃焼手法です.燃焼の制御やシステムの高効率化を実現するためには,燃焼特性を把握する必要があります.

微粉炭火炎は,噴霧火炎と同様の混相燃焼であり,微細化された燃料粒子が酸化剤となる気体中に分散し,揮発,燃焼,すす生成などが起こります.すす生成に対しては,世界に先駆けて燃料粒子とすすの二次元同時計測を行い,微粉炭火炎中のすす生成特性の評価に成功しました.

 

  1. Nozomu Hashimoto, Jun Hayashi, Noriaki Nakatsuka, Kazuki Tainaka, Satoshi Umezu, Hiroaki Watanabe, Fumiteru Akamatsu and Hisao Makino, Primary soot particle distributions in a combustion field of 4 kW pulverized coal jet burner measured by time resolved laser induced incandescence (TiRe-LII), Journal of Thermal Science and Technology, 3(2016), JTST0049.
  2. Jun Hayashi, Nozomu Hashimoto, Noriaki Nakatsuka, Hirofumi Tsuji, Hiroaki Watanabe, Hisao Makino and Fumiteru Akamatsu, Soot Formation Characteristics in a Lab-scale Turbulent Pulverized Coal Flame with Simultaneous Planar Measurements of Laser Induced Incandescence of Soot and Mie Scattering of Pulverized Coal, Proceeding of the Combustion Institute, 34-2(2013), 2435-2443.

■自燃性燃料の衝突微粒化と燃焼

宇宙開発で利用される燃焼現象に対する研究として,実験データ/解析データ共に乏しい自燃性燃料の燃焼現象の解明に取り組んでいます.

  1. Jun Hayashi, Daisuke Sato, Shingo Karikawa, Yu Daimon, Hiroumi Tani and Fumiteru Akamatsu, Measurement of Spatial Distributions of Total Mass Flux and Spray Mass Flux in Impinging Jet Atomization, The 8th Asian Joint Conference on Propulsion and Power (AJCPP 2016), (2016.3), AJCPP2016-061.
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