| 研究概要 |
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建築を行い,自由落下施設を利用して以下の測定を行った.
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.この装置を利用して,球状の燃料液滴火炎を形成し,影写真法により火炎構造に関する測定を行った.
シート状のCWアルゴンレーザおよびパルスYAGレーザを光源とする平面レーザ錯乱法により,燃料液滴火炎内の2次元すす濃度分布を可視化するとともに,得られた錯乱像を画像解析装置で処理することにより,すす濃度の定量化を行った.
YAGレーザの第2高長波で励起される色素レーザを励起光源とする平面レーザ誘起蛍光法を応用して,燃料液滴火炎OH濃度分布を測定した.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.このようにして,燃料液滴火炎内の2次元OH濃度分布を可視化した.
窒素レーザを光源とするレーザ誘起蛍光法を応用して,燃焼中の燃料液滴温度の非接触測定を行った.微小量のナフタリンとTMPDを添加した燃料液滴に窒素レーザを照射し,液滴から発するスペクトルをイメージインテンシファイア付多チャンネル光検出器で検出するとともに,蛍光像をCCDカメラで観察した.適当な異なる2波長における蛍光強度を測定することにより液滴温度を決定した.
|
