| 研究課題/領域番号 |
21J15255
|
|---|
| 研究種目 |
特別研究員奨励費
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 国内 |
|---|
| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
|
|---|
| 研究機関 | 東海大学 |
|---|
研究代表者 |
杉山 直輝 東海大学, 総合理工学研究科, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
|
|---|
| キーワード | 排ガス後処理システム / 設計 / 可視化 / 混相流 / PIV解析 / PIV-DDM / 乱流 / 噴霧 / 微細構造 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
ディーゼルエンジンへの100%バイオ燃料やe-fuelによるCO2ゼロ研究が進む中、NOxゼロは尿素水の微粒化にて気化促進を図る尿素SCRシステムが有望である。しかしながら、本システムが抱える尿素水の析出はエンジンの出力低下を引き起こす根強い課題として残っている。そこで、尿素水の更なる微粒化を目的とし、衝突壁面に微細な表面テクスチャを施す手法を提案する。この検証のために、現有の尿素SCRシステムの可視化用模擬装置に昇温機構を追加し、噴霧液滴の熱変化を考慮した実験を実施する。さらに、平板上にて衝突後の液滴および液膜の振る舞いを明らかにすることで新規微粒化手法の有用性を検証する。
|
| 研究実績の概要 |
今年度は昨年製作した昇温可能な尿素SCR用可視化実験装置を用いて，数値解析を用いた尿素水挙動を予測するために適用される速度分布を取得した．実験時の管内ガス温度は尿素析出が生じる150℃，200℃とした．その時のガス流れを可視化するために，ナイロン粒子をトレーサー粒子として使用し，PIV解析によりガス流の速度分布を取得した．次に，尿素水の噴霧挙動を可視化するため尿素水自体をトレーサー粒子とし，こちらもPIV解析により速度分布を取得した．その結果，ガス流はガス温度から計算した理論値と同様の速度を示し，管内の速度勾配も乱流の傾向を示した．また，その速度分布と尿素水の速度分布を比較すると，管下方にて尿素水の大幅な速度低下が生じていることがわかった．これは管壁への衝突により尿素水の蒸気化する昇温による影響が表れているものと考えられ，これによりガス流への追従性が著しく低下する粒径まで微粒化されたのではないかと考えた．今後，これらの速度分布をPIV-DDMとして尿素水挙動の予測に適用することで，低コスト・短時間で計算可能なリダクションモデルの開発が期待できる．
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
