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実動条件下の高温材料および火炎診断用高速熱放射スペクトル計測装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 60850039
研究種目

試験研究

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関京都大学

研究代表者

牧野 俊郎 (1986)  京大, 工学部, 助手 (30111941)

国友 孟 (1985)  京都大学, 工, 教授 (50025938)

研究分担者 吉田 篤正  京都大学, 工学部, 助手 (60174918)
研究期間 (年度) 1985 – 1986
研究課題ステータス 完了 (1986年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
1986年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1985年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
キーワード熱物性 / 熱ふく射 / ふく射率 / スペクトル / 過渡拳動 / 高速計測 / 光学的温度計測 / 高温酸化 / 高温 / 高速スペクトル計測 / 酸化 / 腐食
研究概要

本研究は、高温装置の実環境下でその構造材料や作動流体・火災などが示す熱放射性質に関する基礎研究である。複雑なその熱放射性質を過渡現象として把え、分光学の手法を導入する新しい実験方法を確立するために、高速熱放射スペクトル計測装置を開発し、この方法の有効性を示した。
まず、固体材料の熱放射性質の解明を主たる目的として、高速スペクトル計測装置の第1号機を開発した。この装置は、0.35〜10μmの近紫外〜赤外の65波長点からなるスペクトルを1.5秒ごとにくり返し計測する機能をもつ。スペクトルの詳細構造よりも広い波長域を連続高速走査することに重点を置くものである。垂直入射一鏡面反射方向反射率,半球等強度入射垂直反射率などの測定用光学系を製作し、これらを用いて、金属材料の高温酸化過程における熱放射性質の過渡拳動を調べた。スペクトルには明瞭な光の干渉・回折現象が現れ推移することが見出された。その結果を分析することにより、材料表面の微細構造と熱放射スペクトルの関係やその推移のメカニズムが理解された。高温装置の実環境下でも熱放射性質は系統的に推移することが示され、この計測装置と計測の考え方が、放射伝熱の基礎研究のみならず、蒸発・凝縮などの研究,高温装置の安全管理,生産工程における品質管理にも有効であることがわかった。
ついで、この高速スペクトル計測法を高温の気体や粒子群などの温度・環度分布の計測,火炎燃焼の初期過程の解明などの研究に応用するために、第1号機と信号処理・電気系を共用する第2号機を開発した。この装置は、赤外活性気体の複数のバンドとその間の窓領域での粒子散乱性に注目するため、2.2〜4.5μmの波長域を比較的詳細に計測する。スペクトルを反転解析して上記の分布や微視的な物理量に関する情報を得る数値実験を行い、またその検証実験を進めた。

報告書

(2件)
  • 1986 研究成果報告書概要
  • 1985 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] MAKINO,Toshiro et al.: Proceedings of the Eigth International Heat Transfer Conference, San Erancisco. 2. 577-582 (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] MAKINO,Toshiro: Proceedings of the Seventh Japan Symposium on Thermophysical Properties, Tsukuba. 37-40 (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] MAKINO, Toshiro ; et al.: "Measurement of Transient Behaviors in Thermal Radiation Characteristics of Materials by High-Speed Spectroscopy" Proceedings of the Eighth International Heat Transfer Conference, San Francisco. 2. 577-582 (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] MAKINO, Toshiro: "A High-Speed Spectrophotometer for Thermal Radiation Characteristics of Materials (Extension of Wavelength Region to the Infrared)" Proceedings of the Seventh Japan Symposium on Thermophysical Properties, Tsukuba. 37-40 (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 第22回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (1985)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書
  • [文献書誌] Proc 8th International Conference on Heat Transfer San Francisco. (1986)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書

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公開日: 1987-03-31   更新日: 2016-04-21  

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