レーザ応用平面計測による瞬時拡散火炎構造の基礎的研究

激光平面测量瞬时扩散火焰结构的基础研究

• 批准号: 07750231
• 负责人: 小宮山 正治
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750231/
• 关键词: レ-リ散乱; 瞬時平面温度測定; 消炎; NdiYAGレーザ; レ-リ散乱; 瞬時平面温度測定; 消炎; NdiYAGレーザ

火炎構造を調べる場合には瞬時の空間的温度分布の検出は重要な測定要因となる.レ-リ散乱光は比較的散乱断面積が大きいために散乱光強度を測定する場合に適している.本研究ではNd:YAGレーザの2倍波(532nm)を用いたレ-リ散乱光の瞬時二次元同時測定を行うための装置を構成し,層流火炎から消炎近くの高乱流拡散火炎内の瞬時火炎温度分布測定を行った.測定対象としてはステンレス円管から周囲空気流中にガス燃料を噴出させる同軸流拡散火炎である.火炎下流部で非常に強い速度変動に伴う消炎現象が生じる場も測定対象とするために火炎基部の安定化を確保するパイロット火炎を有する燃料ノズルを作製した.燃料ガスとしては燃焼ガスのレ-リ散乱断面積が空気とあまり変わらないようにするため水素と窒素を3:7の体積分率で混合したものを用いた.以下得られた結果を要約すると,(1)燃料ノズル出口でのレイノルズ数が高くなるにつれて,瞬時最高温度が低下する傾向がある.(2)低レイノルズ数の場合には火炎の内側で温度変動が顕著であり,レイノルズ数の増加にともなって,火炎の内側,外側の順に温度変動が増加する.火炎内の温度変動は比較的大きな空間スケールのものが顕著である.(3)消炎限界近傍の火炎内では高温度領域が途切れて存在する場合が生じる.また,消炎領域と燃焼領域が顕著に分かれるため温度の確率密度関数が二つ山の分布をとる場合がある.

在检查火焰结构时，空间温度分布的瞬时检测是一个重要因素。稀有的散射光是一个相对较大的散射横截面区域，使其适合测量散射的光强度。在这项研究中，使用双波（532nm）和nd：yag激光器的双波（532nm）构建了用于瞬时二维同时测量激光散射光的设备，并在高湍流扩散火焰中测量瞬时火焰温度分布。测量目标是同轴流扩散火焰，该火焰将气燃料从不锈钢圆管弹出到周围的气流中。为了测量火焰灭绝现象发生的场，由于火焰下游的速度极高而导致，带有飞行员火焰的燃料喷嘴，可确保还使用了火焰底座的稳定。作为燃气，使用了燃烧。为了防止气体的树脂散射横截面与空气太不同，我们以3：7的体积分数使用了氢和氮的混合物。总结以下获得的结果，（1）随着燃油喷嘴出口处的雷诺数增加，瞬时最高温度往往会降低。 （2）在雷诺数较低的情况下，火焰内部的温度波动是明显的，并且随着雷诺数的增加，温度波动的内部和外部燃烧的顺序增加。火焰中的温度波动是很大的空间尺度。 （3）在火焰极限附近的火焰中，存在高温区域。此外，由于火焰灭火和燃烧区域被显着划分，因此温度的概率密度函数可以分布在两个山上。