単一滴燃焼を考慮した噴霧燃焼の数値解析 An Application of a Droplet Combustion Analysis to Spray Combustion Simulation

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著者

    • 鎌田 美志 KAMATA Haruyuki
    • 東北大学大学院工学研究科 化学工学専攻 Department of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering, Tohoku University
    • 齋藤 泰洋 SAITO Yasuhiro
    • 東北大学大学院工学研究科 化学工学専攻 Department of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering, Tohoku University
    • 松下 洋介 MATSUSHITA Yohsuke
    • 東北大学大学院工学研究科 化学工学専攻 Department of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering, Tohoku University
    • 青木 秀之 AOKI Hideyuki
    • 東北大学大学院工学研究科 化学工学専攻 Department of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering, Tohoku University
    • 三浦 隆利 MIURA Takatoshi
    • 東北大学大学院工学研究科 化学工学専攻 Department of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering, Tohoku University

抄録

PSI-Cellモデルを用いた一般的な噴霧燃焼の数値解析は均質燃焼を表現することに適した手法であるが,不均質燃焼に対しては適切ではないと考えられる.そこで,液相の計算において単一滴燃焼を考慮する新しいモデルを提案する.本モデルでは,単一滴燃焼であると考えられる状態の液滴を燃焼モードとし,群燃焼または蒸発の挙動を示す液滴を蒸発モードと区分する.予備計算として単一滴燃焼の解析を行い,液滴の蒸発速度,火炎半径および液滴の受熱量を算出するためのデータベースを作成する.燃焼モードと判定された液滴の蒸発速度については,データベースから取得する.蒸発モードと判定された液滴については,従来の蒸発モデルを用いた計算を行う.本研究では,本モデルを用いて,重油の噴霧燃焼を対象とした数値解析を行った.その結果,不均質燃焼を再現することが可能となり,実験値との比較から提案したモデルの有用性が示唆された.

A new method for spray combustion simulation was proposed in which the state of a droplet is divided into two modes: the combustion mode and the evaporation mode. The combustion mode assumes single droplet combustion, and the evaporation mode assumes group combustion or evaporation. First, single droplet combustion analysis was carried out and a database of evaporation rate, flame radius and heat transferred into the droplet was prepared. Evaporation rate in the combustion mode was calculated from the database, and evaporation rate in the evaporation mode was calculated with a conventional evaporation model. In this study, a simulation of heavy oil spray combustion was carried out, and the calculated results were compared with experimental findings. The result showed that it is possible to calculate heterogenous combustion, suggesting that our method is effective for spray combustion simulation of low-volatility fuel.

収録刊行物

  • 化学工学論文集 = Kagaku kogaku ronbunshu

    化学工学論文集 = Kagaku kogaku ronbunshu 38(1), 45-51, 2012-03-20

    公益社団法人 化学工学会

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10030160390
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    023618768
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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