| 研究概要 |
微小重力下乳化燃料液滴の燃焼過程における火炎構造解明を目途として,実験的および数値的検討を行った。乳化燃料の基本的性質を明らかにし,燃焼過程における液滴内での乳化層の移動現象(相分離)との関連を調べた。乳化燃料液滴燃焼時の火災構造に大きく影響する二次微粒化現象について検討を行い,ミクロ爆発,パフィングと呼ばれる液滴の崩壊過程の発生要因を数値実験によって明らかにした。また,数値手法を球状火災内まで拡張し,球状火災内の酸素濃度,温度を調べた。その結果,水中油滴型乳化燃料においては,微小重力下液滴燃焼時の液滴内において相分離が生じ,液滴内部に二次水滴が形成される。これらの相分離現象は,主として液滴内部の温度変化によるものであり,この相分離過程の存在により,水中油滴型乳化燃焼時の火災構造は,燃焼初期においては純粋燃料液滴の燃焼過程と大きく差異を生じないと推測される。ミクロ爆発などの液滴崩壊を伴う二次微粒化現象は,相分離した添加水分が液滴内部で過熱されて生じるものであり、これにより火災構造は大きく影響されると推測される。また,火災構造に大きく影響するミクロ爆発,パフィングなどの二次微粒化過程の発生は液滴内部での気泡発生位置に影響される。二次微粒化生起のための初気泡の発生率は,二次水滴表面で高く,内部に方向に向かって低くなるが,液滴の崩壊現象は二次水滴内での気泡発生位置とその時点での外層を構成しているベース燃料層厚さとの競合現象として生じるなどの知見が得られた。
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