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液体燃料表面上の火炎伝ぱ機構の解明に不可欠である、火炎先端部の燃料表面上に形成される非定常蒸気濃度分布および火炎面への空気流入流入過程に関する研究を行った。その結果、以下の研究目的が達成された。
(1)火炎先端部の燃料表面上に形成される非定常蒸気濃度分布の測定
非燃焼状態においてアルコール燃料であるメタノール、プロパノールについて燃料表面上に形成される蒸気濃度分布をホログラフィ干渉法により非定常計測を行った。その結果、以下の知見が得られた。1)燃料の蒸発から準定常状態に達するまでの蒸気濃度分布が明らかになった。2)燃料蒸気の可燃層厚さと燃料温度の関係より引火点の物理的意味が明らかになった。3)消炎距離における蒸気濃度が希薄膜限界に達するまでの時間が明らかになった。4)燃料の蒸発に伴い液体表面温度および気液界面の蒸気濃度が変化することが明らかになった。
(2)火炎先端近傍の空気流入過程
振動伝ぱ領域における火炎先端部近傍の気相速度分布を、レーザーシート法とParticle Track Velocimetry法により測定した。その知見、以下の結果が得られた。1)振動伝ぱ領域における火炎先端近傍の詳細な空気速度分布が明らかになり、気相を含めた振動伝ぱモデルを提案した。2)数値計算において予測されていた火炎先端部前方に形成される再循環領域(渦)の存在を明らかにした。
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