Triple Flameの火炎構造に与える燃料および当量比の影響
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概要
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In order to clarify the effects of different kinds of fuel and fuel equivalence ratio on flame structure, a numerical simulation of triple flame developed in a co-flowing methane-air or hydrogen-air mixture and air stream was made taking into account the elementary chemical reaction mechanism. The following conclusions were reached: (1)The relation between the apparent burning velocity of the triple flame and the fuel equivalence ratio shows a similar tendency to that of the one-dimensional premixed flame of the corresponding fuel. However, the fuel equivalence ratio at which the apparent burning velocity is the largest is a little larger than that of the one-dimensional premixed flame. The apparent burning velocities are two and three times higher than that of the one-dimensional premixed flame for the methane air or hydrogen-air mixture. (2)The flame thrusts out forward in the downstream of the boundary between mixture and air stream, and a part of the flow is bent and forks out in this protruding flame so that a triple flame is originated; this triple flame is composed of fuel rich and lean premixed flame branches and a diffusion flame branch. The change in shape of the convex part, caused by the effect of the one-dimensional premixed flame, is further promoted by the effect of hydrodynamic instability originated in the expansion brought about by heat release. A considerably strong diffusion flame branch exists almost in the center of the two premixed flame branches for the methane air mixture, while a considerably weak diffusion flame branch approaches the fuel lean premixed flame branch for the hydrogen air mixture. (3)Near the fuel equivalence ratio at which the burning velocity of the one-dimensional premixed flame is the largest, the effect of the one-dimensional premixed flame becomes large and the fuel rich premixed flame advances and becomes vertical to the flow direction. As a result, the effect of hydrodynamic instability is weakened. Thus, both of these effects demonstrate that the fuel equivalence ratio at which the apparent burning velocity is the largest is a little larger than that of the one dimensional premixed flame.
- 一般社団法人日本機械学会の論文
- 1999-02-25
著者
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