2019 Fiscal Year Research-status Report
自然換気トンネル火災時における燃焼効率推定モデルの開発
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17K01292
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
田中 太 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (60401791)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | トンネル火災 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、トンネル長さ、換気条件、および煙流動形態を重要なパラメータとして、トンネル火災時における火源の燃焼効率を推定する実験式を提案することを目的としている。
令和1年度では、自然換気トンネル火災における燃焼効率の解明を主目的として、模型トンネルを用いた火災実験の実施と従来の酸素消費法に代わる熱量測定法の開発に取り組んだ。火源としてヘプタンプール火災を用いた模型実験の結果、燃焼効率はトンネル長さにほとんど影響を受けず一定値になることが明らかとなった。これは平成29年度のプロパンガス火災を用いた実験結果と一致する。ただし、燃焼効率の値は、プロパンガス火災の場合は89%、ヘプタンプール火災の場合は80%であった。燃焼効率はトンネル長さによる影響をあまり受けないが、燃焼効率の値は燃料などの影響を受けるものと推定される。以上の結果は、火源からトンネル開口までの長さがトンネル高さの40倍程度までの場合に得られた。トンネルの長さがこれ以上長くなると、トンネル内で煙が降下し、閉塞状況を形成する。従来の酸素消費法はこの降下煙による閉塞を考慮していないため、閉塞状況での化学発熱速度が推定できず、燃焼効率が不明であった。本研究では降下煙による閉塞を考慮した酸素消費法を開発し、閉塞状況における燃焼効率を明らかにした。さらに、開発した酸素消費法で推定された発熱速度・質量流量・酸素濃度の時間変化と、実験中に観察された物理現象の観測時刻の照合により、開発した酸素消費法の妥当性が十分に高いことを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度に引き続き、模型トンネルを用いた模型実験を実施し、新たな酸素消費法の開発に取り組んだ。本年度の研究によって、煙降下により汚染された新鮮空気を考慮した酸素消費法による発熱速度測定を可能とすることができた。その結果、未だ解明されていなかった降下煙による閉塞が発生した際の燃焼効率を明らかにすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度は、令和1年度に開発した新しい酸素消費法による発熱速度測定の推定精度を向上させるための改良を行う。特にヘプタンプール火災を用いた発熱速度が非定常変化する場合の推定精度を向上させて、発熱速度、及び燃焼効率の時間変化について実験的に調べる予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額として980円が生じた。この金額は単なる端数であり、無駄に消費せずに次年度の予算として有効活用する。
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