| 研究概要 |
拡散燃焼において発生する微粒子は各種熱機関の高率を低下するばかりでなく, 大気中に排出されるものは健康上, 環境上有害であるため, その抑制を目指して現在多方面で生成機構に関する研究が進められている. 本研究は燃焼過程中の濃度不均一場における微粒子の生成および消滅の過程を理論的ならびに実験的に解明するものであり, 以下のことを行った.
1.多成分化学平衡組成から求めたすす前駆物質濃度にもとづき火災内におけるすすならびに軽質有機微粒子の生成を予測し, 加圧流動反応管を用いて発煙傾向の予測精度を実験的に検証した. さらに, 均一核凝縮の理論を適用した平衡論モデルによってすす微粒子の生成量を定量的に予測できることを示すとともに, 微粒子生成過程に及ぼす乱れの作用を示した.
2.ディーゼル機関の燃焼ならびに汚染物質の生成に大きく影響を及ぼす噴霧の挙動について高速度撮影および高速ガス摂取による燃焼ガスの組成分析を行い, 着火遅れ前の燃料の分解と酸化の新興について明らかにした. さらに, 小形高速機関に多く用いられる深皿形燃焼室内の局所ガス組成を分析することにより, 噴射時期, 燃焼室形場およびスワール比の微粒子排出に及ぼす影響をガス流動と関連させて明らかにした.
3.ディーゼル火災の高速度写真を画像処理することにより, 微粒子生成に重要な役割を果たす燃焼中のガス流動とくに乱れを推定する方法について検討した. この方法を用いて火災の挙動を調べることにより, スワールならびに燃焼室形状が火災の挙動に及ぼす影響を明らかにした.
4実験で得るられた知見にもとづいて乱流混合モデルを考察し, これによりディーゼル機関からの微粒子排出量を予測するとともにその低減を指針を示した.
|
