Page 63 - konishipaper

、ス λ:レーずーの波長、 N1:干渉縞次数、 p;:燃料蒸気密度、添 字は、 a:燃料、 f:空気である。 ノ
3. 実験結果
3.1 火炎前方領域の速度分布
図2に前報で報告したいずーシート粒子追跡法 (PTLS)に よる振動伝ぱむおける火炎前方領域の速度分布を示す。 ωは速度ベクトルを示しており、液相内では燃料表面の 温度差に起因して生じる表面張力流 (STF)により渦が形 成される。また、気相部では、火炎の浮力によって発生す る気流と STFよって発生する気流により渦が形成される。 (b)は火炎伝ぱと同方向の水平速度分布を示している。図 中の鎖線は、水平速度成分が Oになる中立線を示してい る。 (c)は火炎伝ぱ方向に垂直な速度分布を示しており、 上向きの速度を+としている。渦により約 5cm/sの下向 き速度が存在している。
3.2 対流による燃料蒸気濃度分布の影響 火炎前方領域の燃料蒸気濃度は、次式の非定常拡散方程
式により表される。
十 令 v 令 = D 組 合 封 切 i b (4) 、
ここで、 CA:燃料蒸気濃度、 vx:火炎伝ばと同方向の水平 速度、 Vy;火炎伝ば方向に垂直な速度、 DAB:空気中におけ る燃料蒸気の相互拡散係数、 cAQ:燃料表面の蒸気濃度を示 す。右辺第二項は、蒸発によって生じる流れによる流束で ある。そこで、 (4)式において左辺第二・三項の対流が濃 度場に与える影響を図 2で示した気流速度から検討する。 燃料表面上に形成する非定常蒸気濃度分布は、図 3に示 すように、前々報より n-7。ロハ。 J-)k燃料温度 3.7"C、蒸 発開始より1'.0"-'0.4秒の結果を使用した。この燃料蒸気 が蓄積する時間は、 STFの高温部が来てから火炎が来る までの時間である。今回は、別に実施した実験結果より STF長さ 23mmを火炎伝ぱ速度 2.3cm/sで除して、火炎 先端からの距離に応じて燃料蒸気蓄積時間を計算した。
図4に拡散方程式(引式の各項の大きさを示す。 ωは、
E 〉、
x=
れより垂直速度の大きい y=l"-'Smにおける左辺第三項 の影響が大きく、可燃蒸気濃度厚さを減少させる方向に 寄与している。また、左辺第二項は;中立線を境に液面に 近い側 (y=0'"'-'2m)では蒸気層厚さを増す方向に、中立 線より上部 (y=2m"-')では蒸気濃度厚さを減少させる 方向に寄与する。
3.3 二波長加グラ7ィによる濃度分布の測定 図5は、二波長加ク 7ィによって測定した振動伝ぱ領域 における火炎前方の濃度分布である。(司はホ日グうム写真を 示しており、(ゅは(劫式より求めた各波長毎の濃度分布 を示している。この図で Ar+の測定値と He-Neの測定値
-6ω 垂直速度分布
・
lmm、仰は、 x=-3mmの位置における結果である。こ
U .r:!
，.入 r.//f/:
aね
B
~ -2ト
4
E弓
;-3YλJ:tr
61
立JffnA間 半2v
10Y を2
C即時
TÞ21.0 ・C
込屯 ~
山~皿 .
U 4t 百 }
，"'
t~~~岡山
本二七立をふA ミも-~'?'
g EG回
o ot-:-:-:-: ・ 、
2~ ~、丸二、VAv点多~
L1qUl
・4ト -q8.・6
ジ五人ー7'"/1'"1¥ .
-4 2- O 2 4
.J
ー 司 Z掃や吃ム 明アーー下lome
ー三ミム-.- rIー〓喝、孫 、
Z。
ω速度ベクトル線図
i 〉、
gU 4
・
Distance企omf1ameleadingedgei¥[mm1
(b) 水平速度分布
ロ
2
.r:! g o
制 U
~ -2 °C
~ -4 0
Z吋
図2 振動伝ば領域における火炎前方領域の速度分布
-4 -2 O 2 4
Concentration[vol%] 01 2345
.4 1.0s 品目 4
おω4，ニ 3
~]2
五4ω
e]l
~t+=; o
-16 -14 -12 -10 ・8 -6 -4 Distancefrom1tameedgex[mrn]
図 3 火炎前方領域の非定常濃度分布
s?
_ Tr=33.TC
.J
rt=O
回
202
Z-LIF-t江fhitrιι「EEHthfih-
ハuu pnu nベu