=102
4)0 Fu●l Fr&ct[on (一1%) 14
(a)燃料蒸気濃度分布
当呈比: o.o7
当呈比:o.13
当呈比: o.26
500 1rM叩turV (K)
(b)温度分布
図2‑26 当量比の濃度および温度分布への影響 (ふく射計算無し､圧力: 150kPa)
O soot COTIC. (dhd) 5
(c)すす濃度分布
とんどみられない｡一方､当量比0.26では､燃料蒸気濃度が高くなるとともに､燃料蒸気 を取り囲む形で高温の燃焼ガスが存在するため､すすの生成が活発となる｡前述のように､
燃焼に関与しているのが主として1次空気のみであることも､その一因となっている｡こ のすす濃度の変化は､図2‑25に示した､当量比が大きい条件ほど､計算によるNOx排出 量が実験と比較して大きくなることと､良く対応しているように思われる｡すなわち､す すからのふく射を考慮した場合､当量比が大きいとき程その影響が大きく､燃焼ガス温度
が低下し､ NOx排出量が実験値に近づくことを示唆している｡
(2)ふく射を考慮した数値解析手法の評価
以上の結果をふまえ､ふく射計算を2.1.2項に示したように組み込み､ NOx排出量の予 測精度の向上を検討した｡図2‑27がふく射計算の温度分布への影響をみたものであり､燃 焼器中心軸上における軸方向の温度分布を示している｡すす濃度についても合わせて示し た｡ふく射の計算法としては､自己吸収を考慮しない場合と､フラックスモデルを用いて 吸収を考慮する場合の2つを検討した｡当量比0.07では､ふく射を考慮した影響はほと
んどみられないのに対して､すす濃度が高い当量比0.26では､主室内で燃焼ガス温度が大 幅に低下している｡.￡､く射を考慮しない場合と比較して､その最高温度は400K程度低く なるとともに､その位置が､すす濃度の低い上流側へと移動している｡自己吸収の有無に
ついては､ふく射計算無しの場合と比較して小さいものの､すす濃度が高い程遠いがみら れ､当量比0.26において､自己吸収無しの計算の方が100K程度低くなっている｡このと
きのNOx排出量を比較したのが､図2‑28である｡
(a)はふく射を全く考慮しない場合で, 図2‑25を再度示したものである｡それに対してふく射の影響を考慮した(b)および(c)で
は､燃焼ガス温度の低下に対応してNOx排出量の計算値も低くなり､実験結果に近い値となる｡.￡､く射を考慮することで､ NOx排出量の予測がほぼ可能であることがわかる｡
ここで､さらに問題となるのが､自己吸収を考慮することの必要性である｡吸収を考慮
しない場合､
(17)‑(22)式に示したように､各計算要素における温度とすす等の濃度のみ
でふく射計算が可能であり､図2‑4に示したような計算格子の二重化は不要である｡したがって､
(17)‑(22)式に加えて､ (13)‑(16)式のすすモデルを組み込むだけで良く､それは
従来用いられてきたプログラムでも十分可能と思われる｡そのような観点から､図2‑28の(b)と(c)を詳しく比較すると､吸収を考慮しない(b)では､圧力が高いとき程､誤差が大
きくなる傾向があることがわかる｡これは､すす濃度の最高値が､圧力が150kPaでは約
6g/m3なのに対して､ 300kPaでは約12g/m3と高くなっており､自己吸収を考慮しない影
響が大きくなっているためと思われる｡実際のエンジンでは､圧力が最高600kPa程度に
SeqondaryiPir
3000
2000
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