混和性多成分燃料液滴の燃焼における微小爆発現象に関する研究

混相多元燃料液滴燃烧微爆炸现象研究

基本信息

批准号：
09750229
负责人：
三上真人
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,単一液滴の微小爆発の発生機構について調べ,微小爆発を利用した液体燃料の二次微粒化過程に対し新たな知見を得ることを目的とした.特に,実用燃料の多成分性に注目し,物性の大きく異なる混和性の二成分から成る燃料を用いて,非接触浮遊の状態で燃焼する液滴を対象として実験を行った.また,均質核生成理論に基づいた微小爆発の確率的発生モデルを提案し,実験結果との比較検討を行った.微小爆発の発生確率の初期液滴直径依存性を調べた結果,初期液滴直径が小さいほど発生確率が低下することが明らかになった.さらに,初期液滴直径が同一でも微小爆発発生時間はばらつくことが実験的に明らかになった.混和性二成分液滴の蒸発期間は,高揮発成分の優先的蒸発期間,加熱期間,準定常的蒸発期間に大別できるが,微小爆発の発生頻度はこの準定常的蒸発期間初期において最大値をとり,時間とともに減少した.この傾向は,均質核生成理論に基づいた微小爆発の確率的発生モデルによりよく説明することができた.これにより,液滴の微小爆発現象は密度ゆらぎによる均質気泡核生成により引き起こされる確率的性質を有する現象であることが示された.また,本モデルをLPG混入軽油を用いた噴霧燃焼に適用し,微小爆発発生の可能性,微粒化能力,今後の課題を示した.本研究により得られた実験結果およびモデルは,混和性多成分燃料の二次微粒化だけでなく気体溶解液体燃料の二次微粒化過程の解析への拡張も可能であり,二次微粒化を利用した噴霧燃焼技術の開発時には重要な役割を果たすことが期待される.

在本研究中，我们研究了单液滴微爆炸的产生机制，旨在获得有关微爆炸液体燃料二次雾化过程的新知识，我们利用由两种物理性质显着不同的互溶组分组成的燃料进行了液滴实验。在非接触浮动状态下燃烧。我们提出了一个原始模型，并将其与实验结果进行了比较。通过研究微爆炸发生概率对初始液滴直径的依赖性，我们发现初始液滴直径越小，发生概率越低。，实验表明，即使初始液滴直径相同，微爆炸产生时间也会变化。微爆炸的频率在准稳态蒸发期开始时达到峰值，并随着时间的推移而降低。这种趋势可以用基于均质成核理论的微爆炸随机发生模型来解释，这证明了液滴微爆炸现象。是由于密度波动而导致均匀气泡成核而引起的具有随机性质的现象。此外，将该模型应用于使用LPG混合轻油的喷雾燃烧，并论证了微爆炸发生的可能性、雾化能力以及未来问题，可以将分析扩展到组件的二次雾化。燃料的二次雾化过程，也是气溶液体燃料的二次雾化过程，它将在利用二次雾化的喷雾燃烧技术的发展中发挥重要作用。