| 研究課題/領域番号 |
16K06135
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| 研究機関 | 崇城大学 |
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研究代表者 |
齊藤 弘順 崇城大学, 工学部, 教授 (00331059)
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| 研究分担者 |
内田 浩二 崇城大学, 工学部, 准教授 (00454950)
渡邊 則彦 崇城大学, 工学部, 准教授 (10806582)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | アルコール / ディーゼル機関 / 自着火 / 燃焼 / 再生可能エネルギー |
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| 研究実績の概要 |
本研究は再生可能バイオマス由来のアルコールを燃料とする定置型/移動型転用可能な汎用高効率アルコールディーゼルの実現を目指し、そのキー技術となるアルコール噴霧の着火・燃焼制御技術の確立が本研究の目的である。H29年度までに、エタノール（E）とジエチルエーテル（D）の混合燃料を用い、ED混合割合を変化させることで燃料物性（自着火主要因子は理論空燃比と蒸発潜熱）が着火遅れに及ぼす影響ならびに着火遅れの周囲ガス圧力・温度・酸素濃度依存性の定量評価を行った。H30年度は、これまで実験に用いていた定容燃焼炉を形状モデルに、燃料をエタノールとして、数値解析を行い、噴霧混合気形成過程における噴霧内濃度・温度の空間分布およびその時間履歴を明らかにし、エタノールの噴霧自着火成立の周囲ガス圧力および温度の推定を行った。これまでの実験で得られていた知見の通り、着火適性濃度と温度の時空間的マッチングが自着火の成否を決定することを明らかにした。エタノールの自着火温度は大気圧下では636Kとされているが、実機関相当の高圧場では自着火温度はそれよりもはるかに高く、940K～950Kであることを提唱するに至った。また、混合気形成過程において940K～950Kを得るためには、燃料噴射時の周囲ガス温度として概ね1100Kが要求されることを明らかにし、この値は過去の類似の実験研究（定容燃焼炉を用いた予混合燃焼により高温場を作り出した状況でのエタノール噴霧実験）と同一の値である。これにより、数値計算の妥当性を確認できたとともに、噴霧形成における物理化学現象を時空間的に明らかにしたことで、何故1100Kの周囲ガス温度が必要であるかのメカニズムの解明に対し、大きな知見を得ることができた。この結果は国際会議への発表2件という形で報告済みであり、その内1報は発表した国際会議でBest Paper賞を受賞した。
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