| 研究課題/領域番号 |
10650194
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
近久 武美 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00155300)
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| 研究分担者 |
菊田 和重 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90214741)
望月 修 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50157830)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1999年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1998年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
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| キーワード | 拡散 / 乱流 / 燃焼 / スケール / 噴霧 / 空気導入 / 混合 / 撹乱流 / すす / 乱流スケール |
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| 研究概要 |
炭酸ガス排出量の削減目標を達成し、環境調和型都市を形成していくために必要な研究課題の一つとして、多くのエネルギー変換機で採用されている拡散燃焼の高度な制御法の開発が挙げられる。 本研究は高速拡散燃焼において重要となる燃料塊と周囲空気との急速混合条件について、燃料塊と乱流渦との相互スケールに着目して解明を試みたものである。得られた結果を要約すると以下の通りである。
(1)初期燃焼を燃料過濃とし、燃焼後半に二次空気との急速混合を行うことによって、黒煙とNO_Xの同時低減が可能であることが示された。
(2)黒煙低減と強い相関を持つ無次元混合パラメータを明らかにすることができた。これは衝突噴流の運動量、噴流発生時期と期間、エンジン回転速度、および噴射量を含んだパラメータであり、黒煙の再燃焼可能な期間に噴射された噴流の運動量の積分値が高いほど、黒煙が低下することを示している。
(3)噴霧火炎に撹乱流を衝突させる事により黒煙の酸化が顕著に促進される様子が、直接火炎撮影および背景散乱光法による黒煙粒子の撮影で確認できた。また、主噴霧と撹乱流の最適相対距離を明らかにできた。
(4)不均一性の定量化手法としてエントロピー法を提案した。この手法によると、拡散状態の均一化に伴ってエントロピーが増大する傾向を明確に表現できた。
(5)拡散強度は対象とする流体塊のスケール以下の渦エネルギーの平方と渦スケールの積に比例し、エネルギーが大きいほど、また渦スケールが流体塊サイズに近づくほど拡散強度が強くなるものと予測された。以上、本研究により高速拡散噴霧燃焼における急速混合のための条件をある程度明らかにできたものと
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