レーザ応用計測による超臨海雰囲気中の液体燃料の蒸発・燃焼現象に関する研究

激光测量研究液体燃料在超临界大气中的蒸发和燃烧现象

• 批准号: 08875200
• 负责人: 瀬川 大資
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08875200/
• 关键词: レーザ応用計測; 燃焼; 液体燃料; 臨界点; 微小重力環境

超臨界雰囲気中における噴霧火炎の燃焼機構解明を目的として,レーザ応用計測法を適用した燃料液滴の蒸発・燃焼実験を,微小重力環境下で行った.1.超臨界雰囲気中の燃料液滴の蒸発・燃焼現象電気炉が組み込まれた高圧容器を用い,石英線先端に懸垂させた燃料液滴を高温・高圧の炉内に挿入して蒸発・燃焼させた.超臨界条件の窒素雰囲気中において,オクタデカノール液滴はほぼ準定常的に蒸発した.つまり,超臨界雰囲気中においても,その温度・圧力があまり高くない場合には,低温・低圧雰囲気中と同様に燃料液滴が蒸発することが確認された.超臨界条件の空気雰囲気中においては,オクタデカノール液滴の火炎は燃焼終期まで拡がり続けた.つまり,低温・低圧の場合とは異なり,超臨界雰囲気中における燃料液滴の燃焼は非定常の現象であることが確認された.2.干渉計による密度場の可視化マイケルソン干渉計を設計・製作し,蒸発・燃焼するオクタデカノール液滴周囲の密度場を可視化した.その結果,マイケルソン干渉計により着火するまでの液滴周囲および液滴火炎外側の密度場が可視化できることが確認された.また,微小重力環境では電気炉内外の気体の密度のゆらぎが発生し,干渉像から得られる密度分布の測定精度を下げることが明らかとなった.3.液滴火炎内すす濃度分布の可視化平面レーザ光散乱法によるすす濃度分布可視化のための実験装置を設計・製作し,微小重力環境下,常温・大気圧雰囲気中で燃焼するドデカン液滴の火炎内のすすの可視化を行った.その結果,すすの大部分は球形液滴火炎付近に殻状に存在することが明らかとなった.また、常温・高圧雰囲気中のドデカン液滴火炎のすすの可視化を地上実験で行い,本実験装置により明瞭なすすの散乱像が得られることを確認した.今後,本実験装置を超臨界雰囲気中の液滴火炎のすすの可視化に用いる予定である.

1. Fuel droplet evaporation and combustion phenomena in supercritical gas. Electric furnace assembly. High pressure vessel. Quartz wire tip. Fuel droplet evaporation and combustion. High temperature and high pressure furnace. Supercritical conditions and conditions in the medium temperature, liquid droplets in the quasi-steady state evaporation. In the case of supercritical gas, the temperature and pressure are high, and in the case of low temperature and low pressure, the fuel droplets are evaporated. Supercritical conditions and air conditions in the middle of the fire, liquid droplets and combustion end of the fire. 2. Visualization of Density Field in Dry Gas Meter Design and Fabrication of Dry Gas Meter Visualization of Density Field in Fuel Droplet Combustion Cycle. As a result, the density field outside the droplet flame was visualized and confirmed. 3. Visualization of concentration distribution in liquid droplets under microgravity environment. Design and manufacture of visualization device for concentration distribution under microgravity environment. Visualize the combustion of liquid droplets at ambient temperature and high pressure. As a result, most of the spherical liquid droplets are close to the shell. The visualization of liquid droplet flame in normal temperature and high pressure environment is carried out on the ground, and the scattered image of the device is confirmed. In the future, the device will be used for visualization of droplet combustion in supercritical fluids.