研究課題
燃料噴霧の自着火の基礎研究として，空間・時間分解能を確保するためにこれまで直径1mm程度の粗大液滴が実験対象とされてきた．また，液滴間干渉の影響の調査対象として同一径の液滴群が扱われてきた．しかしながら，実際の噴霧は直径10～100ミクロン程度の粒形分布を持つ微小液滴の群である．よって，①粗大ではなく微小液滴の自着火特性の実験的確認，②液滴群の自着火における液滴間干渉に液滴径の分散が及ぼす影響の調査，を本研究では行う．①について，高温空気中における微小液滴の径の履歴の計測により，蒸発過程の途中で蒸発速度が上昇したことを検知し冷炎の発生を捉えることが出来た．②について径の異なる複数粗大液滴の自着火実験を行った．これまで，冷炎もしくは熱炎による最初の熱発生までは，液滴間干渉は自着火を抑制する方向にのみ働くことが観測されていたが，熱炎発生限界近傍の雰囲気温度で実験を行った結果，液滴間干渉が自着火を促進する方向に働くことが確認された．これは一方の液滴径が小さく輸送の特性時間が短いこと，ならびに雰囲気温度が熱炎発生限界近傍で化学反応の特性時間が長いことによりダムケラ―数が非常に小さい条件であったためと考えられる．また，微小液滴の実験において熱炎を観測するために圧力を上昇させることを当初予定していたが，実験を容易にするために酸素濃度の変更によりそれに替えることを計画している．この確認のため，粗大液滴の自着火への酸素濃度の影響を実験的に調査し，実現の見込を確認した．
2: おおむね順調に進展している
微小液滴の実験においては，温度の制御が容易になるような装置改良を行った．冷炎の発生検知が可能であることを，当初予定より先行して確認できた．粗大液滴の実験においては微小重力実験を予定していたが，感染状況を鑑み延期した．その代わりに，通常重力場での実験，数値計算モデルを用いたデータの蓄積に注力した．
基本的に当初予定に沿って進めるが，微小液滴を用いた熱炎発生の実験においては，当初予定していた圧力の上昇ではなく，酸素濃度を変じることによって対応することを予定している．
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Microgravity Science and Technology
巻: 33 ページ: Article no. 54
10.1007/s12217-021-09893-5
