超高圧噴霧燃焼における分割噴射の流体および化学動力学的作用

超高压喷雾燃烧分流喷射的流体和化学动力学效应

基本信息

批准号：
08750242
负责人：
山根浩二
金额：
$ 0.64万
依托单位：
The University of Shiga Prefecture
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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,ディーゼル機関内の高温高圧雰囲気中の間欠高圧噴霧燃焼を対象に,先立ち噴射などの噴射率制御が燃焼および排気特性に及ぼす効果を実験により示し,主噴射の着火遅れ,局所温度,燃料濃度,燃焼生成物の分布などを流体力学・化学動力学的計算機シミュレーションによって解析して分割噴射の既燃ガス還流による窒素酸化物NOxの低減作用や後期撹乱による黒煙低減作用を示すことを目的として行った.1.申請者が開発した電磁油圧駆動スプール加速式高圧噴射系を先立ち噴射や初期噴射率の抑制が行えるように改良し,単気筒小形直接噴射式ディーゼル機関によって運転試験を行い,燃焼および排気特性を系統的に調査した.実験の結果,先立ち噴射などで主噴射の初期噴射率を抑制すると,NOx排出量は低減するものの,排気黒煙濃度が増加する.しかし,主噴射の圧力を100MPa以上に高圧化することによって,黒煙濃度が減少することが明らかになった.このことから,初期噴射率抑制は初期燃焼により生成される乱れエネルギーが減少するため,燃焼後期で混合不十分となって不完全燃焼を引き起こす.そのため,噴射後期の圧力を高めると,燃焼後期で燃料と空気の微視混合が強化され,黒煙の酸化が促進すると推察した.2.次に,50の化学成分を考慮した化学動力学計算によって,先立ち噴射による既燃ガスが主噴霧に誘引された状況をモデル化し窒素酸化物の生成/消滅に及ぼす作用を調べた.その結果,先立ち噴射の燃焼によって生じた既燃ガスによって主噴射の着火遅れは短縮されるものの,既燃ガス成分による熱容量の増加によっNOxが低減され、NH_3などによるNOx低減作用はほとんど見られないことが明らかになった.一方、シリンダ内旋回流や乱れ強さなどが既燃ガス誘引度,局所熱発生率および火炎温度などに及ぼす影響を,開発中の噴霧燃焼の数値流体力学的シミュレーションによって解析中である.

本研究针对柴油机在高温高压气氛下进行间歇性高压喷雾燃烧，通过实验论证了预喷射等喷射率控制对燃烧和排气特性的影响，包括点火延迟。主喷射、局部温度、燃油浓度、燃烧产物分数本研究的目的是利用流体力学和化学动力学计算机模拟对织物和其他材料进行分析，以证明分流喷射过程中燃烧气体再循环所带来的氮氧化物NOx还原效果以及后期扰动所带来的黑烟还原效果。1．由申请人开发改进电液驱动滑阀加速高压喷射系统，实现预喷射和抑制初始喷射率，并使用小型单缸直喷柴油机进行运行试验，系统研究燃烧和排气特性实验结果，之前。如果通过喷射抑制主喷射的初始喷射率，则NOx排放量会减少，但排气黑烟浓度会增加，但是，通过将主喷射压力提高到100MPa以上，黑烟浓度会增加。据透露，数量有所减少因此，抑制初期喷射量会减少早期燃烧产生的湍流能量，导致燃烧后期混合不充分，造成燃烧不完全，因此，提高喷射后期压力。推测混合加强，促进了黑烟的氧化。 2.接下来，通过考虑了50种化学成分的化学动力学计算，出现了前次喷射的燃烧气体被吸引到主燃烧室的情况。模拟了喷雾对氮氧化物产生/消除的影响。结果，尽管预喷射的燃烧产生的已燃气体缩短了主喷射的点火延迟期，但由于已燃气体成分导致的热容量增加，NOx被还原，并且NOx还原效果NH_3等很少见另一方面，利用目前正在开发的喷雾燃烧计算流体动力学研究了缸内旋流和湍流强度对已燃气体吸引力、局部生热率、火焰温度等的影响。通过模拟进行分析。