壁面衝突する噴流火炎の消炎と熱伝達機構の解明

阐明喷射火焰与墙壁碰撞的熄灭和传热机制

• 批准号: 22K03961
• 负责人: 窪山 達也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03961/
• 关键词: 熱機関; 壁面熱損失; 消炎; 壁面熱流束; 希薄燃焼; 副室燃焼; 熱損失; 噴流火炎

本研究では，内燃機関の冷却損失低減技術の開発に繋がる基礎的な知見を得るため，ノックサイクルと正常燃焼（非ノック）サイクルに対して，急速圧縮膨張装置を用いて薄膜型熱電対を用いた壁面熱流束計測と伝播火炎・ノッキングの高速度直接撮影を行い，ノッキングと壁面熱流束の関係を調べた．また，薄膜型熱電対による燃焼室壁面の熱流束計測方法・2線式熱電対による燃焼室壁面近傍の局所ガス温度計測方法・シャドウグラフ撮影による火炎面の観察方法を検討した．以下に実験により得られた知見を示す．（1）燃焼室壁面の熱流束は，火炎が到達してから3~5msの遅れを経て上昇を開始し，15～30msの遅れを経て最大値をとる．この遅れは自着火による圧力振動が大きいものほど，また自着火位置に近いほど，短くなる．（2）この遅れは，火炎面が壁面近傍に到達してから壁面近傍の未燃ガスが高温の既燃ガスからの熱伝導によって温度上昇し，極壁面近傍の温度勾配が上昇するのに遅れがあることを示していると推察する．（3）さらに，その熱伝導によって温度上昇した未燃ガスの一部が熱発生することで，熱流束が最大値をとる時期が遅れる．（4）燃焼室壁面の熱流束の最大値は，自着火による圧力振動の大きいものほど大きくなる．（5）これは，圧力振動により，火炎が壁面近傍に到達してから壁面近傍の温度勾配が成長する時間が短くなり，燃焼室側のガス温度がより高い時期に温度分布が発達するため，熱流束の最大値がノックサイクルでは大きくなると考える．

This study で は, internal combustion engine masato の low cooling loss reduction technology の open 発 に 繋 が る based な knowledge を have る た め, ノ ッ ク サ イ ク ル と normal combustion 焼 (not ノ ッ ク) サ イ ク ル に し seaborne て, rapid を 圧 shrinkage expansion device with い て thin-film thermoelectric を seaborne with い た non-catalytic wall beam measuring と 伝 sowing fire inflammation, ノ ッ キ ン グ の high speed line of shadow を い directly, Youdaoplaceholder0 グと グと wall heat flow beam ノッキ related to を modulation べた. ま た, thin film pyroelectric に seaborne よ 焼 る combustion chamber の wall heat flux measuring beam method, line type thermoelectric に seaborne 2 よ 焼 る combustion chamber wall near alongside の bureau ガ ス thermometer measurement method, シ ャ ド ウ グ ラ フ pinch of shadow に よ る fire inflammation surface の 観 examine methods を beg し 検 た. The following に experiment によ provides られた insights を showing す. 焼 (1) combustion chamber の wall heat flux は, fire inflammation が reach し て か ら 3 ~ 5 ms の 遅 れ を 経 を start し て rise, 15 ~ 30 ms の 遅 れ を 経 て nt biggest を と る. <s:1> 遅れ 遅れ, 遅れ, self-ignition による, pressure vibration が, large が, 遅れ, <s:1>, self-ignition position に close to ほ ほ ほ, short くなる. (2) こ の 遅 れ は, fire inflammation surface が wall arrive nearly alongside に し て か ら wall near alongside の unexploded ガ ス が high-temperature の is burning ガ ス か ら の hot 伝 guide に よ っ て し temperature rise, very wall hook with が near alongside の temperature rise す る の に 遅 れ が あ る こ と を shown し て い る と push examine す る. (3) さ ら に, そ の hot 伝 guide に よ っ て temperature rise し た unexploded ガ ス の born a が hot 発 す る こ と で, heat flow beam が nt biggest を と る period が 遅 れ る. (4) The maximum value of the <s:1> heat flux beam <e:1> on the wall surface of the combustion 焼 chamber is, and the <s:1> pressure vibration <e:1> of self-ignition is large, with a large <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> ほ ほ ほ <e:1> <e:1> and a large <s:1> くなる くなる. (5) こ れ は, pressure vibration に よ り, fire inflammation が wall arrive nearly alongside に し て か ら wall hook with near alongside の temperature が growth す る が short く な り, burning 焼 chamber side の ガ ス temperature が よ り high い に temperature distribution during the period of が 発 da す る た め, heat flow beam の nt biggest が ノ ッ ク サ イ ク ル で は big き く な る と exam え る.