多成分燃料液滴の破裂燃焼機構の解明

阐明多组分燃料液滴的破裂和燃烧机制

基本信息

批准号：
11750166
负责人：
三上真人
金额：
$ 1.41万
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：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,液体燃料の微粒化促進法として期待できる液滴の破裂燃焼機構の解明を行うことである.多成分から成る液体燃料を用いて燃焼実験を行い,破裂燃焼現象の確率的側面の把握および現象の確率的挙動を記述しうる破裂燃焼モデルの構築を目指した.1.滴燃焼実験非接触液滴燃焼実験装置を用いて,通常重力場での液滴燃焼実験を行った.燃料には,1999年度に用いた揮発性の大きく異なる二成分の燃料にその中間の揮発性を持つ燃料を混合した三成分燃料を用いた.破裂燃焼現象の確率的特性として,本年は液滴爆発の開始時間および微小爆発発生確率の調査を行った.二成分燃料を用いた場合と低揮発性燃料の一部を中間揮発性燃料で置き換えた三成分燃料を用いた場合とを比較した結果以下のことが明らかになった.(1)三成分燃料を用いた場合の微小爆発の発生頻度は燃焼の後半において二成分燃料を用いた場合より大きい.(2)三成分燃料液滴の微小爆発発生確率が二成分燃料液滴のそれよりも大きくなる燃料混合割合が存在する.2.理論解析実験結果を参考に,液滴の破裂燃焼モデルの構築を進めた.二成分燃料液滴に対して定式化したモデルを三成分燃料を用いた場合に拡張することを試みた.また,高圧における破裂燃焼についても適用できるよう改良を行った.3.実機を用いた試験ディーゼルエンジンにおいて二成分燃料を用いた運転の可能性を試みた.ベース燃料の軽油に揮発性の高い燃料として液化石油ガス(LPG)またはディメチルエーテル(DME)を混入し,二成分燃料として用いた.実機における破裂燃焼の有無については現段階では確認できていないが,このような燃料を用いて運転可能であることが分かった.

本研究的目的是阐明液滴的爆炸和燃烧机制，这有望成为促进液体燃料雾化的一种有前景的方法。使用由多种成分组成的液体燃料进行燃烧实验，并对爆炸进行随机分析。我们的目的是构建一个破裂燃烧模型，可以理解该现象的各个方面并描述该现象的随机行为。采用非接触式液滴燃烧实验装置，在正常重力场中进行了液滴燃烧实验。所用燃料为1999年使用的挥发性差异显着的双组分燃料，以及挥发性介于两者之间的燃料。 2.今年，我们研究了液滴爆炸的开始时间和微爆炸发生的概率，作为使用三元燃料混合物的爆裂燃烧现象的概率特征。与使用将部分燃料替换为中间挥发性燃料的三元燃料的情况进行比较的结果表明： (1)使用三元燃料时的微爆炸频率较高。 (2)存在一个燃料混合比，在该混合比下，三元燃料液滴发生微爆炸的概率大于二元燃料液滴。以实验结果为参考，我们继续构建了液滴爆炸燃烧模型。我们尝试将针对二元燃料液滴制定的模型扩展到使用三元燃料的情况，以便它也可以应用。 3. 使用实际机器进行测试。我们测试了使用双组分燃料运行柴油发动机的可能性。液化石油气（LPG）或二甲醚（DME）作为高挥发性燃料与轻油作为基础燃料混合，并以该燃料作为基础燃料。虽然现阶段尚未证实在实际设备中是否会发生破裂燃烧，但已发现使用这种燃料是可以运行的。