水素混焼が舶用ディーゼル機関のすす粒子特性に及ぼす影響

氢气混烧对船用柴油机烟尘颗粒特性的影响

• 批准号: 22K04549
• 负责人: 林田 和宏
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 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 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04549/
• 关键词: 拡散燃焼; すす粒子; 水素混焼; レーザラマン分光; 噴霧燃焼; ディーゼル機関

「水素混焼ディーゼル機関」から排出されるすす粒子（ブラックカーボン）は，従来のディーゼル機関よりも排出量が少ないことが報告されている．しかし，排出されるすす粒子の粒子特性が，従来のディーゼル機関とどのような違いがあるのかは明確ではない．そこで本研究では，水素混焼がディーゼル機関から排出されるすす粒子特性に及ぼす影響を明確にすることを目的としている．令和４年度は，火炎構造が比較的単純な気体燃料の層流拡散火炎を測定対象とし，火炎内で生成するすす粒子の粒子特性に及ぼす水素添加の影響について検討を行った．気体燃料（エチレン）を円管ノズルから噴出させ，その周囲に空気と水素を混合した雰囲気ガスを流すことで，測定対象とする定常な層流拡散火炎を形成した．そして，石英ガラス製のサンプリングプローブを用い，火炎中心軸上の各位置で燃焼ガスを吸引することで石英繊維フィルタにすす粒子を採取し，採取したすす粒子のナノ構造をレーザラマン分光法で解析した水素添加の有無で比較を行った結果，水素を雰囲気ガス中に添加した火炎の方が火炎長さが長くなることが確認された．水素は拡散係数が大きいので，水素が火炎内に拡散することですす粒子生成メカニズムが変化したものと考えられる．また，すす粒子を構成する炭素結晶子サイズは，水素を添加した火炎の方が小さくなることが明らかとなった．炭素結晶子サイズが小さくなる結果については，水素を雰囲気ガス中ではなく，燃料側に添加して実験を行った他の研究グループによる先行研究の結果と対応するものである．

"Water element mixed combustion mechanism": emission of particles ( The particle characteristics of the discharged particles are different from those of the undischarged particles. This study is aimed at clarifying the effects of mixed combustion of water and nitrogen on particle characteristics and emission. In order to compare the laminar flow dispersion of pure fuel with that of flame structure in 2004, the particle characteristics of particles generated in flame and the influence of water addition were studied. A steady laminar flow of air and water was measured. The quartz crystal particles were collected at various positions on the central axis of the flame. The structure of the quartz crystal particles was analyzed by spectrophotometry. The results showed that the addition of water element was confirmed. Water element dispersion coefficient is large, water dispersion coefficient is large, water element dispersion coefficient is large, water element dispersion coefficient is large, water dispersion coefficient is large, water element dispersion coefficient is large, water dispersion coefficient is large, water The composition of carbon particles is very simple. Carbon crystal structure is very small and the results are very similar to those of the previous studies.