| 研究概要 |
本研究では,各種燃焼機器および動力装置の不均質燃焼過程におけるNOx低減の指針と低減限界を明らかにすることを目的とし,熱および物質の乱流混合,空気性質の作用とその制御,NOx生成に関わる多くの反応過程など物理的・化学的両側面から特化した課題の解決に取り組む.本年度は基本燃焼プロセスにおけるNOx生成に及ぼす高撹乱および空気性質の作用の解明を目指し,主に以下の研究を実施した.
(1)希薄化過程中のNOx生成・分解過程の解析 詳細反応を考慮したNOx生成の化学動力学計算を行って,過濃燃焼ガスが空気と混合し温度・濃度が希薄均一化する過程中のNOx生成量および主要反応機構を種々の混合気および燃焼条件において調べた.まず,混合気の熱力学的状態の様々な変化経路を想定することにより希薄化過程を単純化し,経路によるNOx生成量の変化を示した.とくに物質および熱混合を独立に記述し,希薄化と加熱による温度上昇の作用を別々に評価することによってディーゼル機関内などの不均一燃焼場での希薄化過程中の律速反応機構を明らかにした.
(2)高撹乱燃焼によるNOx低減 強乱流不均一燃焼場における熱・物質の再循環ならびに微視混合の作用を実験的に調べ,とくに強旋回流バ-ナにおいてガス流動条件,燃料噴射条件によるNOx排出濃度の変化を明らかにし,高速混合による局所高温部の回避がNOx低減の鍵となることを示した.
(3)空気性質制御によるNOx低減 主に実用上の観点から排気中の水を採取して吸気管内に噴射する水選択排気再循環によるNOx排出濃度の変化を調べた.これにより,NOx排出濃度を評価する際には空気性質を考慮する必要があることと,その制御によるNOx低減作用を明らかにした.
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