Optical(Interferometric) Measurements of Vapor Deposition Growth Rate and Dew Points in Combustion Gases

빛의 간섭현상을 이용한 증기용착 성장속도 측정법의 실험적 연구

An optical interference method was developed for measuring rapidly growing and evaporating liquid condensate films (e.g., Na$_{2}$SO$_{4}$, $K_{2}$SO$_{4}$) on solid surface exposed to flowing combustion product gases at film thicknesses well below the onset of complications due to run-off. To develop this optical system, this study investigated the optical parameters (e.g., polarization state, incident angle, target roughness, etc.) Trends for the Na$_{2}$SO$_{4}$(l) and $K_{2}$SO$_{4}$(l) deposition rates as a function of target temperature using this optical measuring system agree with the theoretical prediction of the vapor deposition. This study was able to extend the experimental range for vapor plus condensed phase transport and deposition. While previously unable to measure the evaporation rates interferometrically, these rates are estimated from the results of the investigation of polarization states.

본 연구는 이와 같은 필요성에 의해 빛의 간섭현상을 이용하여 액체막이 부차 적인 유동을 일으키기 이전에 용착성장속도를 정량적으로 측정할 수 있었고, 터어빈 날개의 부식에 직접적으로 문제를 일으키는 황산나트륨과 황산칼륨의 용착성장속도를 측정하였다. 본 연구는 종래 액체막의 성장속도만을 빛의 간섭현상을 이용하여 측정 해오던 측정범위를 광원으로 사용된 레이저의 편광상태, 굴절율, 입사각등의 변화에 따른 간섭신호의 비교연구를 통해 고체상태막의 성장속도 및 막이 기화되어 증발되는 현상도 측정하였다. 따라서 증기상태의 무기염이 금속표면에 용착될 때 적용해온 Rosner의 이론을 실험결과와 비교할 수 있었고 응축된 상태로 증기에 표함되어 있는 경우와 이슬점(dew point:표면에 더 이상 용착이 일어나지 못하는 표면온도)의 해석에 보다 확장된 개념들을 도입할 수 있었다.