2015 Fiscal Year Annual Research Report
レーザー光を用いた燃料噴霧着火の物理的特性の解明と着火手法確立へのアプローチ
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25820062
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
瀬尾 健彦 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (00432526)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 熱機関 / レーザー着火 / 噴霧 / 液滴 / プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
燃料噴霧中でのレーザー着火実験から燃料噴霧中でのレーザー着火手法の確立に向けた知見を得ることを目的として本研究を遂行した．
平成25年度では，超音波式ネブライザーを用いて生成したエタノール予混合噴霧に対しレーザー着火試験を行い，噴霧特性やレーザー光の集光特性と着火特性を定量的に評価した．その結果，噴霧中の液滴の存在がプラズマの生成や着火に必要となるレーザー光エネルギーを減少させうることが分かった．また，多点でのプラズマの生成も確認でき，多点着火の可能性も示唆された．しかし，レーザー光エネルギーの低い場合では，プラズマは生成されるが着火には至らないケースが散見された．この理由を探るために，平成26年度では，噴霧液滴，プラズマ，火炎核を同時に高速度ビデオカメラで撮影し，得られた視覚的な情報を元に噴霧中における火炎核の形成に関する検討を行った．その結果，着火の成功時では，レーザー光路周辺に存在する燃料液滴群は失敗時と比べ粗大な液滴を多く含み，かつ液滴数密度も高くなっていることが分かった．そのために，着火しうるエネルギーを持ったプラズマを生成する確率が高い状態にあると言える．しかしながら，噴霧液滴数密度が高すぎる場合には着火確率は下がった．これは未燃液滴への熱損失と蒸発した際の局所当量比の増大などの影響により，火炎核の成長が阻害されたためであると考えられる．このことについて，平成27年度ではThe 3rd Laser Ignition Conference'15 にて報告を行った．
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