2017 Fiscal Year Research-status Report
レーザー光による燃料噴霧直接点火手法の確立～プラズマからの火炎核形成機構の解明～
| Project/Area Number |
17K06197
|
|---|
| Research Institution | Yamaguchi University |
|---|
Principal Investigator |
瀬尾 健彦 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00432526)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 熱工学 / 燃焼 / プラズマ利用 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
噴霧液滴を利用したレーザー光による点火手法では燃料濃度の濃い液滴周りで点火の契機となるプラズマが生成されるために，筒内の空気比が高い場合でも確実に点火ができると考えられる．しかし，プラズマから火炎核生成に至るプロセスは明らかになっていない．そこで本研究では，燃料噴霧を対象としμs オーダーの高速な現象である火炎核生成に対して高度光学計測と数値解析を適用し，噴霧液滴近傍における火炎核形成メカニズムを明らかにすることで，噴霧中におけるレーザー点火機構の解明を行うことを目的としている．
当該年度においては，液滴周りの燃料蒸気濃度がプラズマの生成によって形成される高温領域および初期火炎核の形成に及ぼす影響を理解するために，蒸発量を変更した燃料噴霧へレーザー着火を着火および着火失敗に至る過程の調査を行った．その結果，蒸発量によって形成される高温領域および初期火炎核の形状が異なることがわかり，着火の成否への影響が確認できた．
しかし，噴霧液滴周りの燃料蒸気に関してはその濃度の定量化ができておらず，次年度に行う予定である．また，数値計算に関しては開発環境の整備を行ったがプラズマの成長と緩和に関するモデル化には至っていない．こちらに関しても次年度に行う予定である．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
燃料の蒸発量は噴霧流形成からテストセクションへの供給時間を変更することで変化させているが，この手法では定量性に欠ける．そこで，揮発させた燃料蒸気を用いて燃料液滴搬送気体の当量比を調整することで，噴霧液滴周辺の燃料蒸気濃度を変更する．
29年度ではエタノールを燃料として用いていたが，30年度では揮発性の低いn-デカンを用いての調査も行う．
数値計算においては，コード開発までには至っていないが，開発環境の整備を行った．
|
| Strategy for Future Research Activity |
燃料液滴近傍の燃料濃度の定量性を確保するため，揮発させた燃料蒸気を用いて燃料液滴搬送気体の当量比を調整することで，噴霧液滴周辺の燃料蒸気濃度を変更する．また，アセトンLIFによる燃料蒸気の定量化を行う．
29年度ではエタノールを燃料として用いていたが，30年度では揮発性の低いn-デカンを用いての調査も行う．
数値解析では，2 次元のプラズマ成長・緩和モデルを構築し液滴近傍の温度分布を取得する．
|
| Causes of Carryover |
本年度では，アセトンLIFの光源として用いるためのNd:YAGレーザーの補修とデバイスの追加を前倒しで行った．そのため，望遠ズームレンズが取得できておらず，実験の空間分解能が足りない状況である．次年度使用額分はこの望遠ズームレンズを取得する費用に充てる予定である．
次年度においては，波長を変換するCLBO結晶，アセトンの供給装置や光学フィルタを購入するが，追加として液体燃料蒸気の発生装置を購入する．
|
Research Products
(1 results)
