Jet ignition is a phenomenon that flame is ignited to propagate in a deriver chamber (DC) and after it passes through an orifice or nozzle, it may or may not distinguishes once and becomes a stronger jet flame in a receiver chamber (RC). Experimental study of flame jet ignition is performed at many places in Japan and foreign countries to find out that equivalence ratio and orifice diameter influence jet ignition phenomena. However the detailed mechanism of jet ignition has not been clarified well. The present study shows numerically the influence of equivalence ratio of hydrogen/air mixture and orifice diameter between two rooms (DC and RC) on jet ignition using two different combustion chamber models and a commercial code of CFD++. The results show that so-called auto-ignition, an ignition occurs before flame goes into RC from DC, is not seen in all cases, but usual jet ignition is seen for two equivalence ratios (0.340 and 0.404). The jet ignition is not seen when the orifice size of 14.0mm and the smaller size of RC than DC are used. In the case of jet ignition it is found that the disturbances by unreacted mixture and pressure waves from DC provide the jet ignition atmosphere in RC.
火炎ジェット着火は,火炎がある燃焼室内で着火しそして伝播してオリフィスやノズルを通過後,別の燃焼室内に伝播する時に観測される現象で,急激な圧力上昇や非常に速い燃焼速度を持つ火炎のジェットになる。 この火炎ジェット着火の実験による研究は,国内外で多々行われており,当量比やオリフィス径などのパラメータが着火現象に影響を及ぼすことが判明しているが,ジェット着火の詳細なメカニズムは十分に理解されていないのが現状である。 そこで本研究では,オリフィスで仕切られた二つの燃焼室に満たされている水素/空気予混合気体の当量比と二つの燃焼室を結ぶオリフィス径をパラメータとし,それらがジェット着火現象にどのように影響を及ぼすかを市販のCFD++コードによって数値的に調べた。 その結果,当量比が大きくなると,火炎の伝播速度が速くなり,Driver Chamber(DC)からReceiverChamber(RC)に火炎が流入するタイミングが速くなり,ジェット着火現象の時間遅れがあったが,両方の場合にジェット着火は見られた。 実験では,この条件で火炎がRCに到達する前にRC内で着火が起こるAuto Ignitionが見られているが,数値解析では確認されていない。 また,数値解析では,実験と同様にオリフィス径の違いによって着火現象が変わるということが示され,本論文ではその詳細な議論がなされた。
jet ignition, numerical simulation, hydrogen, navier-stokes equations, full reaction mechanism