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.

为了阐明超临界气氛中喷雾火焰的燃烧机理，我们采用基于激光的测量方法进行了微重力环境下燃料液滴的蒸发和燃烧实验。1.超临界气氛中燃料液滴的蒸发/燃烧现象电炉。被合并利用高压容器，将悬浮在石英丝尖端的燃料液滴插入高温、高压炉中蒸发燃烧。在超临界条件下的氮气气氛中，十八醇液滴几乎在准状态下蒸发。 - 静止方式，即在超临界气氛中经证实，即使在空气中，如果温度和压力不是很高，燃料液滴也会以与低温、低压气氛中相同的方式蒸发。在超临界条件下的空气气氛中，十八醇的火焰液滴持续到燃烧结束。换句话说，与低温低压的情况不同，超临界大气中燃料液滴的燃烧被证实是一种不稳定的现象。 2. 使用干涉仪迈克尔逊干涉来可视化密度场我们设计并制造了一种仪表。测量蒸发和燃烧。结果，燃烧的十八醇液滴周围的密度场被证实可以使用环境中的迈克尔逊干涉仪来可视化直到点燃为止的液滴周围和液滴火焰外部的密度场。结果表明，内部和外部气体的密度发生了波动，从而降低了从干涉图像获得的密度分布的测量精度。 3.通过平面激光光散射实现液滴火焰中烟灰浓度分布的可视化。方法 设置实验设备进行可视化。我们创建了一个球形液滴，并可视化了在室温和大气压下微重力环境中燃烧的十二烷液滴火焰中的烟灰。我们进行了地面实验，以在压力气氛中可视化十二烷液滴火焰中的烟灰，并证实该实验装置可以提供清晰的烟灰散射图像，我们计划用它来可视化烟灰。