2018 Fiscal Year Annual Research Report
Combustion dynamics of environment-friendly jet engine fueled by bio-derived oil
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16H04586
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
津江 光洋 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50227360)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中谷 辰爾 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (00382234)
藤原 仁志 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (40358453)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ジェットエンジン / バイオ燃料 / ジェット燃料 / 燃焼不安定性 / 噴霧燃焼 / ケルビン・ヘルムホルツ不安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
JetA-1およびバイオSPKの一種であるHEFA燃料を用いて，航空機用ジェットエンジンモデル燃焼器を用いた燃焼試験を実施し，燃料性状の違いによる燃焼特性の違いを実験的に調べた．モデル燃焼器はRQLバーナに用いられるダブルスワールバーナを使用した．
JetA-1およびHEFAの燃料物性値による蒸発特性の違いを調べるため，レーザー干渉画像法により室温大気圧環境における燃焼時の液滴径の分布を調べた．インジェクター30mm上方においてはザウター平均粒径の差は小さいものの，JetA-1の方が小さい値を示した．微粒化性能はJetA-1の方がよいことが分かった．燃料の蒸発特性の違いを明らかにするため，750℃の窒素雰囲気中において燃料の蒸発試験を実施した．結果，蒸発速度定数はHEFAのほうが大きいことが示された．
微粒化特性および蒸発特性の差を明確にした後，高エンタルピー風洞における高温高圧燃焼試験を実施した．この試験においては，バーナーの希薄限界の同定および燃焼不安定性について調べた．主流空気温度600K，圧力0.5MPaにおいて試験を実施した結果，HEFAの方が希薄限界が広がった結果が得られた．反応解析の結果によると，HEFAの方がJetA-1より着火遅れが短いことが示されている．また，蒸発速度も上記の通り，HEFAの方が大きい．このため，HEFAの方がより安定的に燃焼したと考えられる．これらの不安定燃焼発生時において，変動圧力のFFT解析を実施した．結果，振動発生時にはKelvin Helmholtz不安定性が支配的であることが確認された．Kelvin Helmholtz不安定性の周波数は化学発光画像からも確認された．
JAXAの実環境燃焼試験装置を用いてJetA-1およびHEFAの燃焼試験を実施した結果においても，JetA-1においては希薄限界付近で燃焼振動が観察された．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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