PM formation processes inside autoignited fine fuel-droplet clusters

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本研究では，噴霧燃焼における着火促進とPM低減のための指針を示すことを目的として，全体がほぼ球形となるように微細燃料粒子が等間隔で配置された燃料粒子群を実際に作成し，これを酸素を含む高温の雰囲気中に置いて，融解，蒸発，自発着火，液滴群燃焼させる実験を行っている．そして，光学観測により自発着火の遅れ時間と挙動，群燃焼の時間と挙動，および液滴群の内外に生成されるPMの挙動を，数値データ化している．本年度も前半は感染症対策のため，実施者が協力して準備や実験を行うことはできなかったため，引き続き地上実験を行い，基礎データを増やした．また，自発着火についての簡易な数値解析を実施した．本年度の後半には，徐々に協力作業が行えるようになったことから，予定していた作業や実験を進めることができた．PM生成に注目した実験では，光源をCWレーザーに変更して，新たに透過光減衰法の光学系を構築した．4個の微細燃料粒子群を高温空気中で自発着火させ，透過光減衰法によりPMの生成量を評価した結果，粒子直径の6倍の粒子間隔でPM生成は極大となることが再確認された．自発着火に注目した実験では，単一燃料粒子を比較的温度の低い高温空気中に保持して，燃料粒子近くに配置した熱電対で，温度変化を計測した．熱電対を微細なものに変更した結果，より早い時期に冷炎発生が確認されるようになった．ただし，冷炎温度に関しては，微細な熱電対でも，大幅な温度上昇は確認されなかった．数値解析では，大気圧下で二段着火が再現され，冷炎発生の可能性が示唆された．微小重力実験の実施に向けては，実験装置本体や落下施設の整備を進め，複数回の練習実験を行うことができた．