Instability phenomena of lean hydrogen/oxygen/inert-gas premixed flames on a flat burner

フラットバーナー上における希薄水素/酸素/不活性ガス予混合火炎の不安定現象

勝身 俊之; Thwe Thwe, A.  ; 門脇 敏

Katsumi, Toshiyuki; Thwe Thwe, A.; Kadowaki, Satoshi

希薄燃焼と不活性ガス添加は、水素予混合火炎の燃焼速度を制御するのに有用であり、固有不安定により希薄水素火炎の前面にセル状構造が形成されることはよく知られている。しかし、希薄水素予混合火炎の不安定現象に対する不活性ガス添加の影響は十分に理解されていないため、火炎の不安定性を実験的に調査する必要がある。実験では、不安定現象の特性を解明するために、フラットバーナー上の水素/酸素/不活性ガス(Ar, N, CO)予混合火炎のセル状構造と変動を、直接観察,レーザー診断および発光強度を使用して取得した。その結果、不活性ガス添加量,当量比,総流量とセル状火炎の特性との相関関係が明らかになり、これらのパラメータが火炎の不安定性に及ぼす影響が議論された。

Lean combustion and inert-gas addition are useful to control the burning velocity of hydrogen premixed flames, and it is well known that the cellular structure forms on the front of lean hydrogen flames owing to intrinsic instability. However, the influences of inert-gas addition on the instability phenomena of lean hydrogen premixed flames are not understood fully, and then it is needed to be investigated the flame instability experimentally. In the experiments, the cellular structure and fluctuation of H/O/inert gases (Ar, N,CO) premixed flames on a flat burner were obtained using direct observation, laser diagnostics and light emission intensity to elucidate the characteristics of instability phenomena. As the results, the correlation of inert-gas addition, equivalence ratio and total flow rate with the characteristics of cellular flames was revealed, and the influences of these parameters on flame instability were discussed.