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2019 年度 実績報告書

レーザープローブによる超音速噴霧液滴の分裂・分散過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K06162
研究機関長崎大学

研究代表者

植木 弘信  長崎大学, 工学研究科, 教授 (30160154)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード混相流 / 液体微粒化 / ウエーバー数 / マッハ数
研究実績の概要

レーザー2焦点流速計(L2F)では、飛行時間と散乱時間の計測によって液滴の速度とサイズを算出する。信号処理を行うFPGA(Field Programmable Gate Array)におけるVerilog HDLプログラムを書き換え、クロック周波数を480MHzから700MHzに増加した。このことにより、計測精度が1.5倍に向上した。
ノズルへの供給圧力を最終年度に110MPaから最高で180MPaまで上昇させ、ベルヌーイ速度を650m/sとした。この場合のマッハ数は1.9に達する。ノズル噴孔から5mm下流の噴霧中心においてL2Fにより計測された液滴の最高速度はほぼベルヌーイ速度に近い値であったが、平均マッハ数は約1.6であった。液滴サイズのばらつき、ならびに、速度とサイズの正の相関のためと考えられる。
噴霧中心において、ノズルへの供給圧力を増加して噴霧平均マッハ数を高めることによって、ノズル噴孔から5mm下流の噴霧液滴の速度は増加した。また、液滴のサイズにおいても増大の傾向が見られた。マッハ数の増加によって液滴ウエーバー数が増加して液滴が分裂し、分裂で生じた小サイズ液滴が分散したため、噴霧中心に高速かつ大サイズ液滴が残ったものと考えられる。ノズル噴孔から5㎜と10mmの間の液滴サイズの変化は、噴霧中心では不明瞭であったが、半径外向きに0.1mmずれた位置では、高マッハ数の場合にその減少量が大きくなった。
噴霧周辺部において、ノズル噴孔から5㎜と10mmの間の液滴サイズの減少量は、高マッハ数の場合にその絶対値が大きくなった。分裂によって生じる小サイズ液滴が噴霧の周辺部に分散するため、高マッハ数噴霧における液滴分裂の結果は、噴霧周辺部で顕著に現れるものと判断された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] ディーゼル燃料噴霧の液滴挙動に及ぼすインジェクタ電流波形の影響2019

    • 著者名/発表者名
      岩﨑智大、斎藤学、駒田佳介、坂口大作、植木弘信
    • 学会等名
      2019自動車技術会春季大会
  • [学会発表] レーザー流速計によるディーゼル噴霧の周囲および内部の空気流動の評価2019

    • 著者名/発表者名
      栗原健太、斎藤学、駒田佳介、坂口大作、植木弘信
    • 学会等名
      2019自動車技術会春季大会
  • [学会発表] ディーゼル燃料噴霧の液滴分裂に及ぼす噴射量の影響2019

    • 著者名/発表者名
      沖宏次郎、斎藤学、駒田佳介、坂口大作、植木弘信
    • 学会等名
      第30回内燃機関シンポジウム
  • [学会発表] L2Fによるディーゼル噴霧液滴の分裂および分散の評価2019

    • 著者名/発表者名
      吉川功将、斎藤学、駒田佳介、坂口大作、植木弘信
    • 学会等名
      第30回内燃機関シンポジウム
  • [学会発表] ディーゼルノズル噴孔近傍の噴霧液滴数密度の評価2019

    • 著者名/発表者名
      田中剛史、斎藤学、駒田佳介、坂口大作、植木弘信
    • 学会等名
      第28回微粒化シンポジウム
  • [学会発表] レーザー流速計による液滴の速度およびサイズの計測2019

    • 著者名/発表者名
      本田一路、斎藤学、駒田佳介、坂口大作、植木弘信
    • 学会等名
      第28回微粒化シンポジウム
  • [学会発表] Change in diesel spray characteristics based on injector drive current control2019

    • 著者名/発表者名
      岩﨑智大、斎藤学、駒田佳介、坂口大作、植木弘信
    • 学会等名
      20th Annual Conference of ILASS-Asia
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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