| 研究概要 |
定容容器内の超臨界雰囲気(雰囲気温度,圧力が燃料の臨界圧力,温度を越えた状態)中に液体燃料を噴射した場合の噴霧内の混合気形成過程を測定するため,2波長レーザ吸収散乱法を使用し,噴霧中の液相の影画像(波長532nm)と液相+蒸気相の影画像(波長266nm)を撮影した.これらの影画像を解析して噴霧特性,混合気特性を求めた.
超臨界雰囲気中への液体燃料の噴射,混合気形成が行われる例としてディーゼル機関,直噴ガソリン機関を取り上げ,それらの機関の燃料噴射システム,機関燃焼室内の燃料噴射時期の雰囲気温度,圧力の条件を採用した.また2波長レーザ吸収散乱法の試験燃料として,軽油およびガソリンと密度,動粘度,沸点などの物性値が近い,それぞれジメチルナフタレン,キシレンを使用した.液体燃料の微粒化過程さらには混合気形成過程に影響を及ぼすパラメータとして,噴射ノズルの噴孔径,噴孔L/D,噴射圧力を変化させるとともに,従来型の単段噴射と噴射段数が2段のスプリット噴射を比較した.混合気特性におよぼすこれらパラメータの影響をまとめると以下のようである.
噴孔径を小さくすると,ザウタ平均粒径が小さくなり燃料の蒸発が促進されることと,雰囲気導入質量が小さくなるため,蒸気相当量比が高くなる.噴射圧力を高くするとザウタ平均が小さくなり燃料の蒸発が促進されるが,雰囲気導入質量が大きくなるため,それらの結果として蒸気相当量比がやや低くなる,スプリット噴射と単段噴射を比較すると,2段目噴射までは,スプリット噴射の方がザウタ平均粒径は小さく,噴霧中の燃料の蒸発割合は大きく,雰囲気導入質量は少ない.その結果,蒸気相当量比はスプリット噴射の方が高い.2段目噴射により,ザウタ平均粒径はスプリット噴射の方が単段噴射より大きく,蒸発割合は小さく,雰囲気導入質量は同程度になる.その結果,蒸気相当量比は単段噴射より低くなる.
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