2020 Fiscal Year Research-status Report
Diffusion behavior of vapor of the multi-component liquid fuel spill from a storage container
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18K04647
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| Research Institution | National Research Institute of Police Science |
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Principal Investigator |
岡本 勝弘 科学警察研究所, 法科学第二部, 室長 (40356176)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ガソリン / 漏洩 / 蒸発速度 / 拡散 / 引火 / 火災 / 爆発圧力 / リスクマネジメント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガソリンは、引火性、燃焼性、揮発性が非常に高いため、発生したガソリン蒸気が閉囲空間内で着火した場合には爆発的に燃焼し、多大な損害を引き起こすことが予想される。ガソリン保管場所等におけるリスクマネジメントには、床面に広がる漏洩ガソリンの蒸発拡散性状や着火後に想定される爆発被害の大きさを事前に予測する必要があるが、ガソリンは多成分系燃料であることからその蒸発拡散現象は複雑であり、その蒸発拡散性状を正確に予測することは困難である。
本研究は、多成分系液体燃料であるガソリンの重量蒸発率を蒸発の進行を表す指標としてその物性変化をモデル化することにより、貯蔵容器から漏出したガソリン蒸気の拡散挙動を予測する手法の開発を目的とする。
平成30年度は、販売時期や地域、種別の異なる10種類の自動車ガソリンを試料に選定し、調整した蒸発変性ガソリンの10～40℃における蒸気圧を測定した。蒸気圧測定結果を解析することによって、任意の温度・蒸発率における蒸気圧予測に必要な蒸気圧定数をそれぞれ導出し、床面ガソリンの蒸発拡散現象のモデル化を行うことによって、蒸発速度や周辺に形成されるガソリン蒸気濃度を予測するガソリン蒸気拡散モデルを提唱した。
令和元年度は、ガソリンが貯蔵容器等から漏洩した場合に適用可能な蒸発拡散モデルを提唱した。また、ガソリンの床面漏洩実験を実施し、ガソリンの床面への漏洩性状を観測するとともに、漏洩ガソリンの蒸発拡散実験及び着火実験を実施し、蒸発拡散モデルによる予測結果との比較を行うことによって、提唱モデルの検証を行った。
令和2年度は、予測モデルにより得られたガソリン蒸気濃度から、着火時の爆発圧力を予測することによって、床面ガソリンに起因する爆発被害の評価手法を提唱した。さらに、提案モデルを活用して、水成膜泡消火剤を応用したガソリン燃焼抑制剤の定量的な抑制効果の評価を行った。
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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
理由
(1) 当初想定していた成果 新型コロナウイルス感染拡大の影響により、延期となっていた第13回国際火災科学安全シンポジウムについては、Proceedingsが査読付き論文として、Fire Safety Journalに掲載された。さらに、これまでに提唱したガソリン蒸発拡散モデルを発展させ、ガソリン漏洩時に適用可能なモデルを開発し、得られたガソリン蒸気濃度から着火時の爆発圧力及び爆発被害の予測手法を確立させ、Process Safety and Environmental Protection誌に投稿した論文が掲載された。
(2) 当初想定していなかったが副次的に（あるいは発展的に）得られた成果 提唱したガソリン蒸発拡散モデルを活用して、既に開発済みのガソリン燃焼抑制剤の床面散布ガソリンに対する燃焼抑制効果を定量的に評価することができた。
(3) 当初想定していたが得られなかった成果 第13回国際火災科学安全シンポジウムにおいて、2年目までの研究成果を公表し、海外の研究者と意見交換を進める予定であったが、新型コロナウイルス感染症拡大のため、開催が1年延期となってしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、本来、研究期間が平成30年度～令和2年度までの3年間の研究課題であったが、新型コロナウイルスの拡大により、2年目までの成果を発表する予定であった第13回国際火災科学シンポジウムが令和3年度に延期となったことから、1年間の期間延長を申請したものである。
4年目（最終年度）となる令和3年度は、延期となった第13回国際火災科学シンポジウムにおいて、本研究課題の総括的な研究発表を行う。研究発表においては、内容を最新のデータに更新すべく、引き続きガソリン漏洩条件におけるガソリンの蒸発拡散実験を実施し、幅広い条件において提唱した蒸発拡散モデルの妥当性検証を行う。
さらに、提案した蒸発拡散モデルを実務に適用することを見据えて、CFD技術を用いた拡散挙動予測手法についての検討も行う。CFD技術による予測手法については、妥当性の検証を行いながら、試行錯誤法により最適な計算条件を決定する。
ガソリン蒸気拡散実験の実施については、研究協力者の市川俊和、柏木伸之、藤本純平及び山﨑宏樹が担当する。
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| Causes of Carryover |
2020年4月に開催予定であった国際火災科学安全シンポジウムが新型コロナウイルス感染症拡大の影響により、1年後に延期となった。これにより、学会参加費及び海外出張旅費が未執行となり、次年度使用額が生じたものである。
令和3年度については、次年度使用額のうち、延期された学会への参加費として50千円、小型チューブポンプ購入費として200千円、研究成果発表用の国内旅費・海外旅費としてそれぞれ100千円、400千円、漏洩ガソリン蒸発拡散実験にかかる消耗品費として100千円、論文掲載料として50千円を支出する予定である。
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