通常重力下および微小重力下における超臨界状態の液体燃料の燃焼および蒸発

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650191
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 角田 敏一 大阪府立大学, 工学部, 教授 (70034402)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津江 光洋 大阪府立大学, 工学部, 助手 (50227360) ; 片岡 克己 大阪府立大学, 工学部, 講師 (10081233) ; 太田 幹郎 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (00081232)
• Keywords: 燃焼 / 蒸発 / 超臨界状態 / 微小重力 / 多成分燃料 / エマルジョン

Research Abstract

1.通常重力下において燃料液滴の燃焼実験を行った。高圧力下における燃焼実験をおこなうため,耐圧15MPaの円筒形圧力容器を設計,製作した.圧力容器内に懸垂させた燃料液滴を燃焼させ,それを8ミリビデオカメラにより観察した.燃料として,C重油および数種類の粗悪油を混合させた混合燃料を使用した.雰囲気圧力を0.1MPaから3MPaまで変化させ,液滴直径の時間的変化,燃焼速度定数,燃焼時間および液滴温度の時間的変化等の測定を行い,雰囲気圧力が燃焼現象に及ぼす影響を明らかにした.また,燃料の混合割合が燃焼に及ぼす影響を調べた.その結果,燃焼時間は雰囲気圧力の上昇とともに急激に減少するが,2MPa以上ではほとんど変化しないことがわかった。.この傾向は単一成分燃料の場合と同様であり,多成分燃料においても燃料が超臨界状態に近づくと,燃焼時間に及ぼす雰囲気圧力の影響が亜臨界状態におけるそれと異なることが示唆された.また,燃料の混合割合が液滴直径の時間的変化に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.
2.微小重力下における燃焼実験を行うため,高さ2mの落下塔を設置した.この落下塔を用いて約0.5秒の微小重力状態が達成された.実験手法の確立を目的として,大気圧力下において混合燃料液滴の燃焼実験を行った.その結果,微小重力下における燃焼速度定数が,通常重力下でのそれに比べて若干小さくなることなどを明らかにした.また,微小重力下における燃焼実験装置の正常な動作を確認した.今回設置した落下塔では実験時間が不足であるため,さらに微小重力期間を約1秒まで延長させることを目的として,高さ5mの落下塔を設置する計画である.