| 研究課題/領域番号 |
17K18320
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| 研究機関 | 富山高等専門学校 |
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研究代表者 |
山田 圭祐 富山高等専門学校, その他部局等, 講師 (40707949)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | エマルション燃料 / ミクロ爆発 / 単分散エマルション |
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| 研究実績の概要 |
3年目となる本年度は、ベース燃料をn-ドデカン、含水率を20vol%とし、W/Oエマルションの分散水滴の粒度分布がミクロ爆発挙動に及ぼす影響について調査を行った。従来、エマルションはスターラを用いた撹拌法により作成しており、分散水滴の粒度分布は多分散（ザウター平均粒径d=4um程度）であった。本年度は膜乳化法を採用することで、概ね水滴径が均一である単分散エマルションを作成し、高温壁面上での蒸発およびミクロ爆発挙動の観察を行った。また多孔質膜の孔径を大小二条件として単分散エマルション（d=4um程度および12um程度）を調整し、分散水滴のサイズが異なる単分散エマルション同士での比較も行った。
強いミクロ爆発（分裂）の発生頻度は、従来の研究で扱ってきた多分散エマルションが最も高く、壁面温度700Kにおいては、ほぼ確実に発生することが確認されている。しかしながら、単分散エマルションでは分裂の発生頻度が減少し、特に分散水滴径が小さい単分散エマルションでは、分裂がほとんど発生しなかった。エマルションの組成割合はすべて同一としており、分散水滴の粒度分布が分裂の発生に大きく影響することが示された。
高温壁面にエマルションを滴下した後、液滴内部において分散水滴が凝集、合一する過程を詳細に観察することが、分裂発生頻度の差異の要因を明らかにするうえで重要であると考えられる。しかし、その解明には至っておらず、また実験も広範な条件で十分には行えていないのが実情である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
W/Oエマルションの分散水滴径の粒度分布の違いにより、液滴の分裂挙動がどのように変化するかについては結果が得られているが、液滴内部における分散水滴の詳細な観察が困難であった。また校務との兼合いにより十分な実験の実施、原因解明を実現できておらず、研究成果を発表するに至っていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も多分散エマルションと単分散エマルションの比較を行うが、液滴内部での分散水滴の凝集、合一過程の観察がネックになっている。撮影方法や含水率などを再検討し、詳細な観察を可能とすることを、まずは目指していく。
現在は、比較的沸点の低い燃料（n-ドデカン）をベースとしたエマルションでのみデータを取得した状況にあるが、より沸点の高い燃料（n-ヘキサデカンを予定）にて同様の実験を行う。ベース燃料の沸点も液滴の分裂挙動に影響を及ぼす因子の一つであるが、分散水滴の粒度分布による影響についても、合わせて検討を進めていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定していたすべての実験を実施できておらず、予定していた消耗品をすべては購入していない。また成果発表もできておらず、本年度は論文投稿料や旅費が発生していないため、次年度使用額が生じた。
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