2017 Fiscal Year Annual Research Report
The Optimization of the Subcooled Liquid, Flash Boiling Cycle Powered Automotive Waste Heat Recovery System
| Project/Area Number |
15K06690
|
|---|
| Research Institution | The University of Kitakyushu |
|---|
Principal Investigator |
吉山 定見 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (80210780)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | エネルギー / 省エネルギー / 排熱回収 / 熱サイクル / 熱機関 / 蒸気機関 / フラッシュ蒸発 / 内燃機関 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
1.試作したフラッシュ蒸気機関の熱効率に及ぼす伝熱壁面条件の影響
噴射条件として，噴射圧力 6 MPa，噴射温度200℃一定とし，壁面温度（ボイリングスリーブ温度）および伝熱面積（フィン数）が熱効率に及ぼす影響を調査した．伝熱面積すなわち，フィン数を増加させても熱効率は単調には増加しなかった．負荷（ブレーキ電流）が低い条件では，壁面温度を増加させると，熱効率は増加する傾向があるが，負荷（ブレーキ電流）が増加すると，熱効率に変化は見られなかった．本機関の熱効率を向上させるためには，フラッシュ蒸発しなかった液滴と加熱壁面との間の熱伝達が最適となる条件が存在するものと考えられる．
２．定容容器を用いたフラッシュ蒸発過程および壁面衝突過程の可視化
噴射条件として，噴射圧力 8 MPa，噴射温度を変化させて自由噴霧および衝突噴霧の可視化を行った．噴霧到達距離および噴霧角を計測したが，フラッシュ蒸発が発生する条件において噴霧開始後，噴霧角は大きくなるが，噴射期間中に噴霧角が急激に減少する結果となった．これは，噴射する液体が噴射期間中に冷却され，温度低下が生じることでフラッシュ蒸発しなくなったものと考えられる．20msの噴射期間中に噴射温度を一定に保持するための対策を行う必要があることがわかった．また，異なる角度をもつ伝熱壁面を容器内に設置し，壁面に衝突するフラッシュ噴霧の可視化を可能にした．ただし，先に述べたように噴射期間中に噴射液体の温度が低下するため，噴射条件が安定していない問題が残っている．
|
