光回折による噴霧粒子群の蒸発速度計数の誤差要因除去と測定限界の検討

点击翻译按钮获取中文摘要

レーザ回折による光エネルギ強度を利用して噴霧粒子群の蒸発速度係数の評価を行う手法は申請者独自の創始による測定法であり、従来にない新しい発想のもとに継続的研究が実施されている。噴霧燃焼の数値計算過程、燃焼機器設計段階で要求される噴霧粒子の蒸発速度係数についての精度の高い測定法の確立が本課題の主目的であり、(1)より高密度(2)より高精度、(3)より高温条件下での測定値の提供を目指している。第一項はレーザ回折法において避けられない多重回折問題であり、第二項は供試センサーの構造に起因する問題、第三項は供試料実験装置に関する問題である。これらの課題について以下のように実施した。高密度噴霧粒子群に対してはスリット法を導入し、より局所的情報を取得し多重回折問題を回避する方法を確立した。高精度測定には多重回折現象による回折光エネルギ強度絶対値の低下に加えて、使用している半円リング状マルチセンサー30素子間に間隙、および高温下でのユラギ現象による誤差がある。多重回折に対しては前記方法により解決した。残る二つの誤差要因の評価にはCCDカメラを利用するシステムをセットアップし、画像処理法との併用により比較検討を行った。新方式の利点はユラギ現象による光軸移動を自動補正できることにあり高精度測定が可能になった。高温度データの取得のためには、噴霧粒子群のより高温条件下での蒸発機構を明白にすることを目的に新たな高温風胴を設計・製作、気流速度を最大30m、高気流温度を500℃まで上昇可能とした。断面での速度分布、温度分布には改良の余地があるものの十分な性能を発揮する結果が得られている。以上より温度的には400℃迄の測定可能と判断した。本年度においては蒸留水噴霧のほか燃料系液体の測定を実施中である。