2019 Fiscal Year Annual Research Report
Feasibility of Electrostatic Application and Multiplication of Nozzles in Alcoholic Fuel Atomization
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17K06186
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
志賀 聖一 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (00154188)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
GONZALEZ・P JUAN 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (30720362)
荒木 幹也 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (70344926)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 静電微粒化 / 電界強度 / 流量 / 噴霧 / エタノール / 帯電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
流量と粒径のトレードオフ改善に向けた微粒化特性評価に関する実験的アプローチとともに，重要なパラメータとして示唆されていた電界強度の評価と，実機関適用の観点から重要である噴霧の帯電量計測を試みた．ノズルは外径0.4 mm, 内径0.22 mmを，7本および14本の2種類を，配置としては，千鳥配置(Cluster)と環状配置(Circular)の２種類を設定した．電界強度の評価にはAdvanced Science Laboratory社製のAmaze4.0 Proを，ノズル形状の入力にはAuto CADを用いた．帯電量の計測は，噴霧受け止め板と並列に接続したコンデンサ(0.47 microF)とデジタルマルチメータ(100 MOhm)による電圧測定で行った．
1．Circle配置では，Cluster配置より，微粒化が促進する．Cluster配置では，中心ノズルの電界強度が低下し，微粒化が抑制されるためである．
2．Circle配置では，ノズル本数増加は，ノズル1本当たりの流量を低下させるが，同時に電界強度の低下を引き起こし，このことが微粒化を抑制する．
3．ノズル配置やノズル本数によらず，流量とSMDの関係はべき関数で表され，本研究ではSMD＝61.5Q^0.64となった．他の研究では，d=81.4Q^0.42の関係が認められた．粒径の絶対値は，小流量(0.4 ml/min)においてSMDが約10 micromと，最近の10 MPaを超える高圧ガソリンDI用インジェクタから生成される最も微細な値に相当した．
5. 噴霧受けとめ板を用いて帯電量の計測を試みた．受けとめ板に噴霧が到達しやすいリング状電極の場合，レーリー帯電限界の最大53 %という帯電量の計測ができた．これは，従来11 %以下といわれている計測値に比べて十分大きく，現象を表すことができる水準であると期待される．
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