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10 (n(Yi)-no)L=ム 争
こ こ で 6 . φiは 位 相 差 ， Lはノ Tス レ ン グ ス で あ る .
ホログラフィ干渉法による液体燃料表面上の蒸気濃度分布の計算方法
C炉 戸I =
士〆以μパ川f仰何(μκ川汁一 AN(Yi)
一一一τ一 (Prκr-PalC.) AN(Yi)
= (24.86X 103 + 2 17.21)/(24.86x103-17.21)
=1.01038595
1-プ ロ パ ノ ー ル 燃 料 蒸 気 の Gladstone-Dale定 数 は ， 次 式
で計算される.
κr=(nr-1)/p= (1.01038595-1)/2.418 =0.0004295m3/kg
りκha)附Nω弘(州仏y川);) 悲{t
N(y;) は 縞 次 数
(9) A は 光 の 波 長 ，
率nfを求める.
Rm=7(C-H)+2.(Cー C)+(Cー 0)+(O-H)
=7 1.65+2 l.20十1.41十1.85
=17.21cnf/mol
(7X8X9)式から以下の側式を得る.実験によって得られた 干渉縞次数は次式によって濃度に変換される.
Pf(300C)=p/RT=101.325/(8.31/60.096303) 3
(μκ町汁一
4告器a.りκh川.川)州ωμp川〆計pM')ぷIふ冗いCrL吋=附N(匂叫(ωわ;)y
=2.418kg/m Vm=M/Pr(300C)=60.096/2.418=24.86x103cnf/mol nr=(Vm+2Rm)/(Vm-Rm)
(9)
2.2 計 算 例 ここで，メターノールおよび1-プロパノールについて計
一一 L一 (nrー na)
算例を示す.
空気の Gladstone-Dale定数は， 632.8nmに対・して，
N2κ :¥2=0.000238m3/kg O2 lCo2=0.000189m3/kg
He-Neレーザーの波長
め (κf長 κa)
=2.418 (0.4295-29.964/60.0960.26)XlO- =0.0007653
κa=ao2κ 。z十 an2κn2=0.189 0.238+0.238 0.768 =0.0002266 m3/kg
(1) 。 メ タ ー ノ ー ル C H30 H Clausius-Mosoti式よりメターノール燃料蒸気の屈折率
nrを求める.
Rm=3(C-H)+ (C-O)+ (0-H)=31.65+1.41十1.85
=8.21cnf/mol Pr(300C)=p/RT=101.325/(8.31/32.042303)
=1.2884kg/m3 Vm=M/Pr(300C)=32.042/1.2884=24.86X103cnf/mol nr=(Vm+2Rm)/(Vm-Rm)
=(24.86103十 28.21)/(24.86103-8.21)
=1.0495415
メターノール燃料蒸気の Gladstone-Dale定数は，次式で
計算される.
κr=(nr-1)/p=(1.0495415-1)/1.284 =0.03845m3/kg
=士山十.)
め(ICr
一十.)
=632.8X10-9/0.1XO.07653
=0.827vol%/本 ここで，パスレングスを大きくすると干渉縞一本当たり
の蒸気濃度が小さくなる.つまり，干渉縞が密にあり測定 精度が向上する. しかし，次項で述べるように測定誤差を 考慮すると，最適なパス Uングスが選定できる.
3. 濃度測定における測定誤差 HI法における誤差は，主として光の屈折に起因する誤
差と測定容器端における誤差がある.
3.1 光の屈折に起因する誤差 光の屈折に起因する誤差は，屈折率の勾配によって光線
が曲げられるために起こる.図 1に示されるように，濃度 (屈折率)勾配を持った物質中を光線が通過すると高濃度
の方向に曲げられる.この誤差は次の三種類に分類され， (1)光路の湾曲によって縞の位置が空間的にずれる幾何学的 誤差， (2)湾曲した光線に沿って平均化される濃度の誤差， (3)パスレングスの増加に伴う濃度誤差である.ここでは， (3)の 濃 度 誤 差 は (lX2)に 較 べ て 無 視 で 、 き る ほ ど 小 さ い の で 省 略し， (1X2)の測定誤差についてのみ扱う.
(1) 幾何学的誤差 もし，濃度がy軸に沿ってのみ直線的に変化すると，濃
度は次式で与えられる.
Cf(y) = Cof十 ay (1 1) 屈 折 率 と 濃 度 の 関 係 は (1)式 で 与 え ら れ て い る た め ， (1)，
=1.284(0.3845-29.964/32.0420.26)10-3 =0.0000222
(9)式より，パスレングス L=10cmのとき，干渉縞一本当 たりの蒸気濃度は， 2.85vol%になる.
C/N(y作士山t h ) =632.8X10-9/ (0.1 0.0 0 0 02 2 2) =2.85vol%/本
(2) 1-プロパノール C3H70H(CH3CH2CH20H) Clausius-Mosoti式より 1-プロパノール燃料蒸気の屈折
(9)式より，パスレングス L=10cmのとき，干渉縞一本当 たりの蒸気濃度は， 0.827vol%になる.
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