| 研究概要 |
通常の噴流形の噴霧火炎を用いたのでは観測がむずかしい噴霧流中の火炎伝播挙動を,対向流平面火炎を利用することによって,詳細に観測を行った.すなわち,可燃予混合噴霧流(層流)と空気噴流を対向衝突させ,その岐点付近に極めて静かな平面状の噴霧火炎が形成される場において,当研究室で開発された噴霧計測技術や火炎可視化・画像計測技術と,位相ドップラ流速計,および噴霧連続画像に粒子追跡法を適用することにより,火炎中の噴霧の速度と粒径を同時計測した.
以下,遂行した具体的内容を示す.
(1)厚み数mm程度の火炎帯の構造を解析可能にするための安定性と定常性に留意し,光学測定時のノイズを極力低減するため,2次元タイプの対向層流(もしくは弱乱流)平面噴霧バ-ナを製作した.
(2)火炎帯構造の現れる中心軸上において,OHラジカル自発光,CHバンド発光,油滴ミ-散乱光の強度を測定し,目視観察による輝炎領域よりも青炎領域の方が反応が活発であることを明らかにした.
(3)反応領域を踏まえた上で,位相ドップラ流速計を用いて,噴霧の粒径分布や数密度,ガスや油滴の速度の測定を行った.
(4)アルゴンイオンレーザのシート光と高速度CCDカメラを用いて噴霧流の断層撮影を行い,その時系列画像に粒子追跡法を適用し,火炎中の油滴速度をラグランジェ的に観測した.同時に,画像に捕らえられた油滴のミ-散乱光強度より,油滴粒径を同時に導出し,油滴の空間数密度,蒸発率などを測定し,初期粒径によって区分した粒径・速度履歴などを導出した.
(5)本研究室で開発した高解像度受光プローブMICROを用いて,OHラジカル自発光,CHバンド発光,油滴ミ-散乱光と位相ドップラ流速計による油滴速度・粒径の5信号同期計測を行い,火炎前縁は予混合的な燃焼であることなどを明らかにした.
(6)総合的な考察として,対向2次元流噴霧火炎の構造を推察した.
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