レーザ誘起蛍光による旋回流予混合器中の気体混合挙動の可視化

抄録

微量のアセトン蒸気をトレーサとして燃料流に混入し，高出力のパルスレーザを用いたレーザ誘起蛍光法を適用し，旋回流を伴う希薄予混合器内の燃料流と空気流の混合挙動計測を可能とする光学系を構築した．これを用いて，主流流れに垂直な断面での燃料流体と空気流体の瞬時濃度分布測定を行った．測定した瞬時濃度分布から燃焼器ノズル出口からの高さが増加するに従い，燃料濃度分布のピーク値は減少し，そのピーク値が半径方向外側へ移動すること，濃度変動強さのピーク値が減少し，その位置も半径方向外側へ移動することを明らかにした．さらに燃料流量を同じに設定し，空気流量と旋回羽根角度を変えた場合には，旋回羽根角度の違いよる旋回流の強さと空気流速による違いの影響により，測定高さが同じ位置で，空気流速が大きく旋回羽根角度が小さい場合に最も半径方向内側に濃度変動強さのピーク値が見られた．