非定常燃焼の機構解明

点击翻译按钮获取中文摘要

非定常噴霧の噴口近傍の分裂状況を観察するため、高温・高圧の窒素中に噴口径0.16mmのノズルから燃料を噴射し、噴霧周辺部の微細化した燃料を蒸発させて噴霧の中心部のみを瞬間影写真にて撮影した。その結果、噴射圧力を30〜100MPaと変化させても液相領域の長さは約35mmと変化せず、分裂はそれ以下の短い距離で完了することなどが明らかになった。また噴霧内に挿入した電極プローブを用いて分裂長さを電気的に測定した。その結果、分裂長さは上の観察の結果より短いこと、雰囲気圧力、噴射圧力が高くなるほど短くなることが明らかとなった。非定常噴霧の微粒化特性を噴射圧200MPaの高圧まで調べた。噴霧の瞬間影画像解析法やフラウンホーファ回析法によると噴霧内のザウタ平均径は、噴射圧が80MPaまでは圧力の増加に伴って急激に減少するが、それ以上に圧力を増してもあまり減少しないことがわかった。壁面に激突する非定常噴霧に側方より単発レーザシート光を入射し、噴霧内部の液滴密度を測定した。その結果、壁面噴霧先端に数密度の高い領域が存在することが判明した。非定常噴霧の流動と蒸発の数値シミュレーションを行い、滴の到着距離、分散、滴径分布、ガスと液滴の相対速度の相関、ガスの速度ベクトルの時間変化などを求めた。神本らの実験と比較し、かなり良い予測ができることがわかった。また、滴径と飛行速度の同時測定を行う位相ドップラ法の検討を行い、測定装置を製作した。衝撃波管での反射衝撃波で圧縮された高温・高圧空気にオクタンを噴射して着火させた。噴霧を同じ長さの5区域に分け、着火しやすさの程度を、各区域について測定した。また、各区域での着火性の時間的変化も測定した。着火の確率は噴霧の大きさ、形状、拡散速度、空気温度に支配されるが、詳しくはシュリーレン写真による解析が必要である。