報告書番号

W97007

タイトル（和文）

レーザ誘起蛍光（ＬＩＦ）による燃焼火炎内ラジカルの可視化

タイトル（英文）

VISUALIZATION OF RADICALS IN FLAMES BY LASER-INDUCED FLUORESCENCE (LIF)

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究においては，実用燃焼場の火炎構造の検討ならびにＮＯなど環境汚染物質の生成特性を明らかにするため，レーザ誘起蛍光（ＬＩＦ）を用いたラジカルの可視化手法について検討を行った。その結果，以下の知見が得られた。（１）ＬＩＦによって，メタン・空気予混合火炎を用いて，ＮＯの生成特性に大きく関与するＯＨ，ＣＨ，ＣＮおよびＮＨラジカルの可視化手法を確立した。ＬＩＦは，光学的な手法であるため，流れ場・反応場を乱すことなく，測定が可能である。（２）メタン・空気予混合火炎においては，ＯＨの分布は当量比によって大きく変化する。ＮＯは，当量比によらず内炎内側で急激に上昇するが，全体の濃度は当量比が大きいほど高くなる。ＣＨ，ＣＮおよびＮＨラジカルは，内炎近傍に存在し，その濃度は，当量比が大きいほど高くなる傾向にある。したがって，ｐｒｏｍｐｔＮＯは，当量比が大きい火炎で生成されることが確認でき，ＬＩＦによって燃焼火炎中のＮＯの生成過程の検討が可能になった。

概要 （英文）

COMBUSTION MEASUREMENTS BASED ON LASER DIAGNOSTIC TECHNIQUES, WHICH ALLOW NON-INVASIVE MEASUREMENT OF VELOCITY, DENSITY, TEMPERATURE, PRESSURE AND SPECIES CONCENTRATION, HAVE RECENTLY BECOME OF MAJOR INTEREST. IN PARTICULAR, LASER INDUCED FLUORESCENCE (LIF)IS A SUITABLE METHOD FOR MONITORING RADICALS SUCH AS OH, ETC., BECAUSEIT VISUALIZES TWO-DIMENSIONAL IMAGES WITH HIGH SIGNAL STRENGTH. A LARGE NUMBER OF STUDIES HAVE FOCUSED ON MEASUREMENT TECHNIQUES. THE AIM OF THIS REPORT IS TO DEMONSTRATE THAT REDICALS TAKING PART IN NOX FORMATION/DECOMPOSITION IN CH4-AIR PREMIXED FLAMES CAN BE DETECTED USING LIF TECHNIQUES. THE FOLLOWING RESULTS WERE OBTAINED: (1) OH, NO, CH, CN AND NH RADICALS IN CH4-AIR PREMIXED FLAMES CAN BE VISUALIZED BY LIF. THE OH DISTRIBUTION DEPENDS ON THE EQUIVALENCE RATIO. THE OH LIF INTENSITY PEAKS IN THE SLIGHTLY OUTER REGION OF THE FLAME ZONE IN A FUEL-RICH FLAME.HOWEVER, IN A FUEL-LEAN FLAME, THE PEAK IS LOCATED IN THE FLAME ZONE. (2) NO CONCENTRATION RISES RAPIDLY IN THE FLAME ZONE AND BECOMES HIGHERAS THE EQUIVALENCE RATIO INCREASES. THE CH, CN AND NH RADICALS, WHICH ARE CLOSELY RELATED TO NO FORMATION, ARE VISUALIZED IN THE FLAME ZONE. THE CONCENTRATION ALSO INCREASES WITH THE EQUIVALENCE RATIO, MEANING THAT NO IS FORMED QUICKLY IN THE FLAME ZONE OF A FUEL-RICH FLAME.

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