| Research Abstract |
火炎流の可視結果より,メタンのみを供給した場合は噴流出口直後で青炎が観察されるものの,ある地点で輝炎に変化した.O2を2次側から供給すると,火炎構造は一変し,輝炎および青炎の2重構造になっていることが分かった.この時の火炎中の温度分布をレーザースペックル法を用いて算出した.具体的には,Arイオンレーザーを照射し,NDフィルタ,すりガラスを介してレーザー光を散乱させた.その散乱光を平凸レンズによりコリメートし,テストセクション(火炎)を通過させた.その通過光を同様の平凸レンズにより集光させ,そのスペックルバターンをCCDカメラおよびハンディカメラで撮影,画像化した.火炎の可視化結果とスペックル移動量との比較を行い,予混合火炎の際に型成される火炎面の角度は,スペックル移動量によって推定可能なことが明らかとなった.さらに,Fermatの原理より,屈折率を算出した.具体的にはFermatの原理に軸対称条件を施し,さらに,Abelの逆変換公式を用いてスペックル移動量の積分値から屈折率を求めた.さらに,Gradstone-Dale式より,火炎温度を推定した.このとき,火炎の可視化結果を推定した火炎温度によって定性的に説明できることが分かった.予混合火炎について,当量比Φ<ΦAの範囲では,当量比とともに温度が上昇した.これは,内炎で反応しきれなかった未燃CH4量が増加し,外炎での燃焼反応が促進され反応帯が広がり,中心付近の平均温度に影響を与えたためだと考えられる.また,Φ>ΦAでは,平均温度は一定となることが分かった.これは,未燃CH4量がさらに増加することで,外炎での燃焼反応が限界に達し,反応帯の大きさが変化しなくなったためと考えられる.また,拡散火炎の場合,温度分布は,半径方向にプロードなものとなり,また,最高温度は予混合火炎の場合に比べて低くなった.
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