NO分子をトレーサーとした流速測定法
カテゴリー
- 環境・エネルギー
- 機械
- 大気・海洋
SDGs
研究内容
流れ場で流速を測定する方法としては、固体粒子をトレーサーとして用いるレーザドップラー法等が一般的であるが、トレーサーが固体であることによる制約（高速流では機器を損傷する等）も大きい。この研究室では、気体分子NOをトレーサーとして用いる流速測定方法を開発した。これは測定対象の流体中にNO2を加え、それに紫外線レーザーを照射し光解離することによって発生するNO分子の移動をレーザー誘起蛍光法によりカメラで捉えることで、流速を計測する手法であり、すでに実験によりその動作を確認している。
図１は実験装置のレイアウトである。
円管から垂直上方へNO2を添加した気体（空気）を噴射している（黄色の矢印）。円管出口からある高さ（この場合は25mm）の位置に気体噴流に垂直に355nmのシート光（濃い水色）を照射し、NO2を光解離させてNOを生成させる。シート光上に生成されたNOはタグ状になって噴流に従って下流（上方へ）移動する。このタグ状のNOをＬＩＦ法により可視化する。そのため、355nmのシート光を照射してから一定時間経過した後、ＬＩＦ法の励起光となる226.1nmのレーザシート光を照射する。このNOタグの動きから噴流の速度分布を計測する。その結果の時間挙動変化を図２に、計測された噴流内速度分布を図３に示す。
図１ 写真を撮影した際の実験装置のレイアウト。
© 津江光洋
図２ 管出口から25mmの位置に355nmの光を照射した場合の、20l/minuteで907ppmのNO2希釈ガスを噴射した場合の光解離によって生成したNOタグの挙動の時間変化の写真。
© 津江光洋
図３ 円管出口から25mmの位置における10l/minuteで噴射した時の噴流内速度分布計測結果。
© 津江光洋
想定される応用
この方法の特長は、高速流（数100ｍ／秒）の 測定が可能であること、またオゾンをトレーサーとする方法に比べ高温中での測定が可能であることなどである。
連携への希望
この技術の応用に関し、企業との共同研究を希望している。
公開日 / 更新日
- 2021年12月23日
識別番号
- No. 00208-01