1997 Fiscal Year Annual Research Report
微小重力環境下における燃焼実験に適用する小型レーザ応用計測装置の開発
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08555241
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
角田 敏一 大阪府立大学, 工学部, 教授 (70034402)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀬川 大資 大阪府立大学, 工学部, 助手 (00264804)
津江 光洋 東京大学, 工学系研究科, 助教授 (50227360)
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| Keywords | 微小重力 / 燃焼 / レーザ / 計測 / レーザ誘起蛍光法 / レーザ散乱法 / 液滴温度 / すす |
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| Research Abstract |
微小重力環境下における燃焼現象を解明するために必要な小形非接触測定装置の開発に関する研究を行った。まず,レーザを応用した小形非接触測定装置開発のための予備実験を通常重力下で実施し,主要緒言および性能に関する検討を行った。ついで,これらの結果に基づいて小形測定装置の構築を行い,自由落下施設を利用して非接触測定を行った。
まず,実験室内において微小重力環境を実現するため,有効落下距離約3m,微小重力状態持続時間約0.8秒の性能を有する小形自由落下装置を製作した。良質の微小重力環境を得るため,燃焼実験装置は2重の容器で構成されている。アクリル樹脂製の外側容器に小形CCDカメラおよび光源が設置されており,内部の燃焼容器内には燃料液滴懸垂用の細い石英線および点火装置が取り付けられている。この装置を利用して,球状の燃料液滴火炎を形成し,影写真法により燃料液滴ならびに火炎直径の経時変化,火炎内におけるすすの挙動などを明らかにした。
ついで,平面レーザ誘起蛍光法を応用して,通常重力場における燃料液滴火炎内OH濃度分布を測定した。パルスYAGレーザの第2高調波で励起される色素レーザをレンズ系によりシート状として,火炎を照射した。火炎からの蛍光はバンドパスフィルタを通過した後,入射レーザ光と直角方向に設置されたイメージインテンシファイア付CCDカメラにより撮影される。その結果,使用した光学系によりOH濃度分布の可視化ならびに定量化が可能であることが判明した。
さらに,平面レーザ散乱法による燃料液滴火炎内のすす濃度分布,ならびにレーザ誘起蛍光法による燃料液滴温度の測定を行った。
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[Publications] 鈴木克昌: "PLIF法を用いた液滴火炎内OHラジカル濃度分布の可視化" 日本機械学会講演論文集. 974-1. 5-6 (1997)
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[Publications] 藤井智広: "微小重力下における二成分燃料液滴火炎内のすす濃度分布" 日本機械学会講演論文集. 974-2. 17-18 (1997)
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[Publications] D.Segawa: "Remote Probing of Fuel Droplet Temperature under Microgravity" Conditions Proc.First Asia-Pacifix Conference on Combustion. 1. 369-372 (1997)
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[Publications] 鈴木克昌: "レーザ誘起蛍光法による微小重力場燃料液滴の非接触温度測定" 日本マイクログラビティ応用学会誌. 14-3. 205-210 (1997)
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[Publications] 藤井智広: "微小重力下における燃料液滴火炎の構造" 日本機械学会講演論文集. 984-1. (1998)
