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2 赤外線カメラによる定常二次元蒸気濃度分布の測定
IfA(Zs)S
図 .Atenuationofinfrardrayduetoabsorptionoffuelvapo
等温壁から混合ガスへの入射光強度んが，光路長L進む間 に，Ifi. (z)まで吸収により減衰されるとき，吸収係数h，
燃料蒸気の密度 Pf(Z)の聞には，
ふ ( z ) = ん .i e x p [ - k .i ( p ， η ρ ' / z ) L ] ( 1 )
の関係が成立する.ここで，混合ガス中の空気は赤外線に 対して透明(減衰が無視できる)なので燃料蒸気のみを考 える .k.iの値は，燃料蒸気の内部自由度に関連した光学定
数が与えられれば，圧力，温度の関数として計算できる. 従 っ て ， 式 (1)よ り 燃 料 蒸 気 通 過 後 の 放 射 光 強 度 Ifi. (z) を 計 測すれば，燃料蒸気の密度円(z)が求められる. しかしな がら，入射光は，燃料蒸気による減衰以外にも燃料容器の 縁によっても減衰オる.
次に，等温壁から照射された赤外線は燃料容器によって 減衰される.図 2に示すように燃料容器のみが存在する場 合，入射光強度んが燃料容器によって I.A (z)まで減衰さ れるとき，燃料容器の減衰係数を g(z)とすれば，以下の関 係式が得られる.
図 2
Atenuationofinfrardrayduetoedg巴 offueltray Id(z)=Io~ g(z) (2)
一方，図 2に示すように燃料容器のみが存在する場合， 等温壁から放射された赤外線は，燃料容器を通過して赤外 線カメラに到達する.赤外線カメラでは燃料容器を通して 測定された等温壁温度 T，(z)を計測しており，その放射強 度 I.A (z)は次式で表される.
1，~(z)=すσeT.4 (6)
同様に，図 3に示すように等温壁から放射された赤外線 は，燃料容器と燃料蒸気を通過して赤外線カメラに到達す る.赤外線カメラでは，燃料容器と燃料蒸気を通した等温
壁温度 T(z)を計測しており，その放射強度は次式で表さ れる.
I;.(z)=士σeT4(z) 式(5)，式(7)および式(6)を式(4)に代入すると次式が得られ
従って，図 3に示すように燃料容器表面上に燃料蒸気が 存在する場合，測定位置での放射強度 I~ (z)は，式(1)およ び式(2)より
I~ (z)=1f~ (z)+1d(z)
=Io~ (exp[ー れ (p，T.)ρ'f(z)L]十 g(z) 臼)
で表される.
る.
(7)
(8)
l¥.(z)
図 3 :Attenuationofinfrardrayduetofuelvaporformed overfueltray
ここで，等温場 Tf=九常圧を考え，赤外線の検波波長 8 - 1 2 μ m の 波 長 平 均 吸 収 係 数 百 : と す る と 式 ( 3 ) は 以 下 の よ う に変形される.
1 f， f I.i (z)
p，(z)=一二ァ(ln(一 一 一)+lng(z)) (4)
1¥"'1 k.iL 次に，等温壁を，表面温度九，灰色体放射率 E と仮定
¥UL¥
すると，等温壁からの放射強度んは次式で表される. ん=士 σε 刀(。
(5)
ハ(z)=一言~L (ln(等ト ln(平))
従 っ て ， 上 式 (8)よ り ， 燃 料 容 器 の み が 存 在 す る 場 合 の 赤 外線カメラ測定温度 T.(z)，および燃料容器上に燃料蒸気 が存在する場合の赤外線カメラ測定温度 T(z)，等温壁温
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