2005 Fiscal Year Annual Research Report
球状定容容器を用いた可燃混合気体の発火と燃焼制御に関する研究
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16560191
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| Research Institution | The University of Kitakyushu, Faculty of Environmental Engineering |
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Principal Investigator |
小野 信輔 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (80037738)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平山 義則 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (40253504)
泉 政明 北九州市立大学, 国際環境工学部, 助教授 (50336939)
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| Keywords | 多目的定容燃焼器 / 多重・多点点火 / 熱発生率 / DME / ディーゼルサイクル / NOx / サイクルシミュレーション |
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| Research Abstract |
直径200mm、容器内の点火位置可変の球状燃焼容器を試作し、火炎の広がりと壁面干渉による熱損失変化、多重点火による火炎形成制御を行って熱発生率比較試験と、熱発生率形状の変化による排ガス特性に及ぼす影響についての熱力学的検討を行った。
本研究で試作した球状燃焼容器を用いた試験では、点火位置が中心軸上で任意に6箇所まで設定できることと、別に開発した多点点火が可能な点火時期制御点火装置を併用することによって初期火炎形成過程を種々変化させることができた。また、空気可動ピストンを持つ可変容積型外部混合容器を開発し、可動ピストンにかける空気圧によって球状燃焼容器の各種初期状態を作ることができる。この外部混合器はまた、負圧管路を使用することによって燃焼後の排ガス採取装置としても動作させることができる。
今年度は、DMEの予混合定容燃焼試験を実施し、熱発生率の変化によってNOx生成傾向の変化を計測すると同時に燃焼モデルを用いた、拡大ゼルドヴィッチモデルによる生成予測との比較を行い、モデルの妥当性を検証した。予混合燃焼過程では、単位時間に燃焼する領域が次々と形成されていくという多領域の状態変化を考えた燃焼モデルを用い、火炎の形成過程と壁面からの熱損失を考慮しながら予測計算を行って排ガス分析による実測値の予測が可能なことを確かめた。この知見をもとに、燃料噴射のあるディーゼル燃焼過程についても、燃料が次々と燃焼室内に送り込まれ、未燃焼の領域は空気と考える3領域燃焼モデルを適用して、実用DMEディーゼル機関の指圧線図を利用して、実測される圧力経過と各領域の温度経過やそれに基づくNOx生成過程の検討を行い、DMEディーゼルサイクルの燃焼過程予測のための基本的なモデルを構築することができた。
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