[(W/O)/W]感温粒子を用いた三次元温度速度同時計測法の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750212
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: 二宮 尚 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (70212123)
• Keywords: LIF / 温度測定 / 3_- PTV / トレーサ粒子

Research Abstract

流体中の速度を三次元的に計測する方法としては,本研究者らが開発した三次元画像処理流速計(3_-D PTV)という手法がある。この手法は、流体中に浮遊させた粒子の位置を複数台のカメラによって計測し、それらを時々刻々追跡することによって速度を計測するという手法で、すでにその計測原理及びその計測精度に対して十分な吟味がなされており、種々の流れ場の計測において大きな成果を上げている。一方、多点温度計測手法としては、レーザー励起蛍光法(LIF)という手法があり、レーザースリット光の当った断面内の二次元温度分布を計測することが可能である。しかし、流体中の温度を三次元的に計測する方法は未だに開発されておらず、流体中の熱輸送の詳細を解明するには、三次元的に速度と温度を同時に計測する手法の開発が待たれている。
そこで本研究では、流体中の速度と温度を三次元的に同時に計測することが可能な新たな計測手法を開発すべく、その計測手法の基礎となる感温粒子を試作し、その感温特性の詳細を明らかにすることで、計測法としての基礎を固めることを目的とした。
既に本研究者らは、蛍光染料であるロ-ダミンBを可溶性でんぷんに物理吸着させた上で、ポリスチレンの皮膜の内部に封入した、[(W/O)/W]型のエマルジョンを調整することによって、温度計測能を有するトレーサー粒子を試作することに成功している。
本年度は、この粒子を用い、各温度における励起光強度及び蛍光強度の関係の詳細を調べた。また、その関係を用いて、実際に温度計測を行い、広い温度範囲で高い温度計測能を有することを示した。

Research Products

• [Publications] 二宮 尚、他3名: "LIFを利用した感温粒子の特性評価" 第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1998)
• [Publications] N.Ninomiya et al.: "Development of Temperature Sensitive Particles for Three-Dimensional Measurement of Velocity and Temperature" 11th International Heat Transfer Conference. (accepted). (1998)