蛍光法による高温固気二相流添加粒子の温度履歴の微視的計測

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650176
• Research Institution: Toky Institute of Technology
• Principal Investigator: 佐藤 勲 東京工業大学, 工学部, 助教授 (10170721)
• Keywords: 固気二相流 / 粒子温度履歴 / 蛍光法 / 温度・速度同時計測 / 非接触加熱 / 有効熱伝導率

Research Abstract

高温固気二相流添加粒子の温度を微視的に計測することを目的として、蛍光微粒子を温度トレーサとして用いる蛍光法温度計測系を構築した。この温度計測系はレーザドップラ流速計光学系を基本とした非接触計測手法であり、蛍光微粒子の温度と速度を同時に計測できる。さらに言えば、この計測系によって得られる温度情報と速度情報は基本的に同一の蛍光粒子からのものであり、空間的・時間的に同時性の高い計測が行えるため、本研究の主目的である固気二相流の粒子温度と速度の同時計測に好適であるだけでなく、温度変動と速度変動の相互相関が重要な乱流現象の解明にも有効な計測系である。構築された計測系は蛍光微粒子を添加粒子とする簡単な系の固気二相流の温度・速度同時計測に適用され、その実用性を確認した。
さらに流動層内の粒子群を炭酸ガスレーザによって非接触加熱しその温度分布を赤外線サーモグラフィ装置で観察して、流動粒子の温度履歴に関する基礎的な知見を得る検討も別途行った。その結果、流動粒子内の熱拡散は流動層の優れた伝熱特性から予測されるほどには顕著でなく、層内粒子流動による加熱された粒子の移動がはっきりと見られる程度であること、流動粒子層の有効熱伝導率は概ね粒子固体の熱伝導率と同程度もしくはそれよりやや大きいことを明らかにした。
これらの知見をもとに、今後高温固気二相流中の熱移動を物理的かつ総合的に記述するモデルの作成に着手したい。

Research Products

• [Publications] 佐藤 勲 他2名: "同一微細蛍光粒子の速度と温度の同時計測手法への一提案" 第31回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (予定). (1994)
• [Publications] Y.Kurosaki and I.Satoh: "Diffusion of Heat within a Fluidized Particle Layer and Its Effective Thermal Conductivity" 4th ASME/JSME Thermal Eng.J.Conf.(予定). (1995)