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固体材料の微小重力場における着火・消炎およびすす生成挙動に関する研究

Research Project

Project/Area Number 12F02360
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

藤田 修  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10183930)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) HU Longhua  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
HU Longhua  北海道大学, 大学院工学研究院, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2014: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywords固体燃焼 / 燃え広がり / 消炎 / 重力 / 火災安全性 / 拡散火炎 / 電線 / 着火 / 微小重力場 / 燃え拡がり / 消炎限界 / すす / 輻射 / 落下塔
Outline of Annual Research Achievements

本研究においては、研究計画に沿って、以下の2項目について実施した。
1. 固体材料表面を燃え広がる火炎の燃え広がり速度におよぼす試料傾きの影響
実験用試料として、ポリエチレン被覆の電線を選定し、この燃え広がり速度に及ぼす角度の影響(水平からの傾きの角度:-90度~+90度)を調べた。電線の心線材質としては通常の銅の他にニクロム心線を用いた。また、実験変数として雰囲気圧力を変化させた。この結果、電線上火炎燃え広がり速度は、銅心線の場合角度が0度(水平)の場合が最も燃え広がり速度が小さくなり、角度が正、負のいずれに傾いても(すなわち、自然対流が同軸流、対向流のいずれも場合でも)燃え広がり速度は増大することがわかった。一方、心線がニクロムとなった場合は、試料の傾きが正の角度(対向流)が負の角度(同軸流)へ変化すると燃え広がり速度は単調減少することがわかった。これらのことが生じる要因を、新たに構築した熱循環モデルに基づき検討し、実験結果を良く再現できることを明らかにした。これらの結果は、Proc.Combustion Instituteにて公表されている。
2.燃え広がり火炎の消炎限界に対する試料傾きの影響
上記の実験に引き続いて、電線上燃え広がり火炎の消炎限界酸素濃度(LOC)に対する試料傾きの影響を調べた。この結果静止雰囲気においては、LOCは、試料が水平の時最も大きな値を示しそれよりいずれの方向に傾いても低下するという興味深い結果が得られた。さらに、周囲に流動を与えた場合は、試料周囲に生じる自然対流の電線に沿う速度成分と対向周囲流速がちょうど釣り合うような条件の時に、LOCが極大になることを実験的に初めて示した。この結果は、Asian Microgravity SymposiumのKey Note Speechとして発表している。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Flame spread over electric wire with high thermal conductivity metal core at different inclinations2015

    • Author(s)
      Longhua Hu*, Yangshu Zhang, Kosuke Yoshioka, Hirokazu Izumo, Osamu Fujita
    • Journal Title

      Proceedings of the Combustion Institute

      Volume: 34 Issue: 3 Pages: 2607-2614

    • DOI

      10.1016/j.proci.2014.05.059

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Lift-off of jet diffusion flame in sub-atmospheric pressures: an experimental investigation and interpretation based on laminar flame speed2014

    • Author(s)
      Qiang Wang, Longhua Hu*, Mi Zhang, Fei Tang, Xiaochun Zhang, Shouxiang Lu
    • Journal Title

      Combustion and Flame

      Volume: 161 Issue: 4 Pages: 1125-1130

    • DOI

      10.1016/j.combustflame.2013.10.021

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 異なる心線材質の導線被覆上を燃え拡がる火炎の消炎限界に及ぼす導線の重力方向に対する傾きの影響2014

    • Author(s)
      吉岡航佑, ,Hu Longhua,藤田 修
    • Organizer
      第52回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山コンベンションセンター(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2014-12-03 – 2014-12-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 電線被覆材料の燃焼に及ぼす重力影響2014

    • Author(s)
      藤田 修,高橋修平,吉岡航佑,Hu Longhua
    • Organizer
      第58回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
    • Year and Date
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Limiting Oxygen Concentration (LOC) of flame spreading over electric wire at different inclinations in normal gravity and difference from microgravity2014

    • Author(s)
      Longhua Hu*, Kosuke Yoshioka, Shuhei Takahashi, Osamu Fujita
    • Organizer
      AMS 2014- 10th Asian Microgravity Symposium
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2014-10-28 – 2014-10-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Morphological characteristics and blow-out limit of jet diffusion flames with co-flow in microgravity2014

    • Author(s)
      Qiang Wang, Shuangfeng Wang*, Longhua Hu, Osamu Fujita
    • Organizer
      AMS 2014- 10th Asian Microgravity Symposium
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2014-10-28 – 2014-10-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] Flame spread over solid fuel

    • URL

      http://mech-hm.eng.hokudai.ac.jp/~lsu/project/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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