2011 Fiscal Year Annual Research Report
予混合-拡散ハイブリッド燃焼法による燃焼制御とその応用
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21560213
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
川那辺 洋 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (60273471)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩路 昌宏 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (80135524)
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| Keywords | 水素 / 燃焼 / 混合気 / 不均一分布 |
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| Research Abstract |
本研究では,予混合燃焼における実際上,火炎伝播速度が過大になる問題がある水素予混合気において局所的に燃料過濃領域および希薄な領域となるような濃度不均一の混合気を形成し,そのなかを火炎伝播させることによって燃焼を制御することを試みる.すなわち,同じ総括当量比てあっても分布特性を変化させることによって燃焼速度を上昇あるいは抑制して,制御することが可能となる.本年度はおもに定容容器およびエンジンを模擬した急速圧縮膨張装置を用いて,混合気の分布と燃焼過程の関係について明ちかにした.
1.定容容器中に水素を数度に分割しで噴射し,濃度ゐ不均一な混合気を作るとともに,それに火花点火を行い燃焼させる実験を行った、これにより,適切に噴射を行うことによって,燃焼初期の急激な熱発生を抑制できることを示した.これは,燃焼初期は予混合気中を火炎伝播し,燃焼後半は拡散的に燃焼が進行するためであり,これら2つの燃焼法をうまく組み合わせることによって,燃焼制御が可能であること示した.
2.水素の燃焼制御する一つの方法として,高温・高圧雰囲気における自着火燃焼着目して実験を行った.すなわち,急速圧縮膨張装置を用いて,温度約1000K,圧力約4MPa程度の雰囲気を作成し,そこへ水素を直接噴射した際の,自着火燃焼過程を筒内圧力計測および直接撮影法を用いた可視化によって検討した.これにより,着火遅れが比較的短い条件において初期燃焼が抑制されること,燃焼後半は噴射率によって燃焼を制御でることを示した.
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