マイクロ燃焼

マイクロ燃焼とは、系の代表寸法がいわゆる消炎距離と同程度か、それ以下であるような燃焼現象を意味します。本研究室では、マイクロ燃焼を利用して、燃焼を利用する小型携帯用電源や超小型燃料改質器のための熱源など、新しいコンセプトの燃焼技術創出に向けて研究を行っています。

マイクロスケール下で安定燃焼を実現するための熱管理として熱再生型燃焼の重要性が広く認識されているますが、本研究室ではかねてから、マイクロスケール下の熱再生を模擬した基礎研究の系として、「温度勾配を有するマイクロまたはメゾスケールチャネル」の利用を提案しています。極端に簡単化された一次元の系において、火炎が自発的な着火消炎を繰り返す現象（FREI: Flames with repetitive extinction and ignition)を初めて見いだしたほか、二次元円形チャネルでは安定な燃焼現象よりも、火炎によるパターン形成（Pelton-like, spiral, broken and triple-branch flames）が優勢となることがわかりました。また上記の基礎実験系を転用することによって、基礎燃焼学的な着火と火炎伝播の関係や、熱再生を受ける燃焼過程一般に成立する反応限界の特定に関する研究も行っています。

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関連論文

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• Sergey S. Minaev, Evgeniy V. Sereshchenko, Roman V. Fursenko, Aiwu Fan, and Kaoru Maruta, Splitting Flames in a Narrow Channel with a Temperature Gradient in the Walls, Combustion, Explosion, and Shock Waves, Vol. 45, No. 2：119-125 (2009)
  doi:10.1007/s10573-009-0016-6, Link.
• Aiwu Fan, Sergey Minaev, Evgeniy Sereshchenko, Roman Fursenko, Sudarshan Kumar, Wei Liu, Kaoru Maruta, Experimental and numerical investigations of flame pattern formations in a radial microchannel, Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 32, Issue 2: 3059-3066 (2009)
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• Sudarshan Kumar, Kaoru Maruta, S. Minaev, and R. Fursenko, Appearance of target pattern and spiral flames in radial microchannels with CH4-air mixtures, Physics of Fluids, Vol. 20: 024101 (2008).
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