SPRAY
ディーゼル噴霧の蒸発と混合気形成道程の光学解析
メンバー : Azwan (PhD 3), 中桐(MSc 2) ，宇和 (MSc 1) , 井上(MBc 4)
研究概要
ディーゼル機関において燃料噴射から着火・燃焼に至るまで，ディーゼル噴霧の微粒化および蒸発過程を経由する．燃料と空気の混合は燃焼に影響し機関性能や排気特性を支配する．本研究では，ナノ秒光源，高速度カメラやレーザ光源などの高速可視化装置を用いて，急速圧縮装置で形成した高温高圧雰囲気中に噴射されるディーゼル噴霧の蒸発および微粒化過程を明らかにする．
実験装置
実験装置概略図
Experimental
apparatus of shadowgraph photography
optical arrangement of dual nano-spark
photography method
実験装置一覧
･定容容器
・急速圧縮装置
･単発高圧噴射装置
･ナノ秒光源(発光期間30ｎｓ)
･スチルカメラ(6*７)
･高速度ビデオカメラ
･画像処理装置
･Ａｒ-Ｉｏｎレーザ
･Ｈｅ-Ｎｅレーザ
･IICCD
･イメージインテンシファイヤ
実験結果
噴霧画像
燃料fuel : GO
噴射圧力Pinj=100MPa
噴射開始後t=0.5ms
雰囲気密度ρ=15 , 20kg/m3
雰囲気温度Ti=298 , 500K
雰囲気密度が大きくなると，噴霧到達距離が短くなるとともに，噴霧先端の液滴密度が高濃度になっている．また，噴霧と周囲気体との摩擦により噴霧境界で形成されるリガメントの規模は雰囲気密度20kg/m3の噴霧の方が大きい．雰囲気温度500Kになると，液滴が蒸発して蒸気相の形成も観察された．特に雰囲気密度20kg/m3における噴霧中流域での蒸気相形成が顕著であった．
多重偏光撮影光学系による噴霧画像
Images
of dual nano-spark photography (Ti=700K, Pinj=70MPa, t=0.5ms, ⊿t=15 ms)
多重偏光光学系で撮影した蒸発噴霧で，雰囲気温度Ti=700K，噴射圧力Pinj=70MPaとして発光間隔⊿t=15ms で撮影した噴射開始後t=0.5msにおける画像である．高密度の液滴群や蒸気相が鮮明に捉えられており，2枚の画像から液滴の位置や粒径，蒸気相の発達などの時間的な変化を解析することができる．