| 研究課題/領域番号 |
11650219
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
梅村 章 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60134152)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2001年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1999年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 超臨界雰囲気 / 噴霧燃焼 / 微粒化機構 / 着火遅れ時間 / ボルテックスバースティング / 臨界混合表面 / 乱流 / 流体力学的作用 / 高圧ジェット / 微粒化 / 表面張力 / 噴霧 / 線形安定性解析 / 液糸 / ジェット / 空力作用 / 近臨界混合表面 / 微小重力 / ウェーバー数 / ペアリング / 高圧 / 噴流の不安定性 / 連続的相変化 / 着火特性 / 数値シミュレーション / 理論解析 |
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| 研究概要 |
燃料の臨界点を越えた熱力学的状態にある雰囲気中に噴射した液体燃料がたどる一連の過程に対して基礎的な考察を行い、高圧系で現れる特徴的な噴霧燃焼要素過程の解析を行った。本研究を通して新たにわかった事柄を記せば以下の通りである。(1)一般に液滴の着火遅れ時間は圧力の上昇に伴って単調に短縮すると考えられてきたが、燃料の臨界点に近い雰囲気条件では、液滴表面の相平衡条件が効いて、着火遅れ時間に極大値が生じることが分かった。現行のディーゼルエンジンなどの着火が、この条件に近いところで起きていることを考えれば、噴霧粒径と関連して最適条件の探求が将来の課題として浮上する。(2)微粒化技術は噴霧燃焼のキーテクノロジーであるが、液体ロケットエンジンやディーゼルエンジンで問題になる高圧噴霧に対しては、光学的な観測が困難なために微粒化過程を詳しく調べた例はなく、大気圧下の水噴射実験で得られた知見を流用して設計に利用されているのが現状である。噴射液の表面が臨界混合状態に近い状態を取るときの噴射液の不安定性を調べ、近臨界混合表面液ジェットに特徴的な不安定性の存在を見いだした。この不安定性は、これまで知られていた表面張力に起因した不安定性とは異なって、増幅率が噴射速度に比例し、気体との間に小さな相対速度を持った液柱でも流体力学的作用の助けを借りて短い間隔で液柱を分断して液滴を生成することができる。従って、低速噴射,液を乱流ジェットで生成される微細な液糸に対応付けて考えることにより、高圧で微細な液滴から成る濃厚噴霧が形成される事実を理論的に基礎付けることができた。その他に、噴霧で起きる乱流混合が可燃性の微細渦の生成を伴って起きることに着目して(3)可燃渦中での高速火炎伝播の機構の解明や、(4)噴霧性状による構成液滴間の火炎の燃え移り方の違いについて調べた。
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