2016 Fiscal Year Annual Research Report
Systematization and application of physics of fire extinguishment by water mist
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26282098
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
吉田 亮 東京電機大学, 工学部, 教授 (40105680)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西岡 牧人 筑波大学, システム情報工学研究科(系), 教授 (70208148)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 火災 / 消防 / 防災 / 燃焼 / 消火 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では拡散火炎に関しては対向流拡散火炎および同軸流拡散火炎を用い，また予混合火炎に関しては淀み流予混合火炎および容器内予混合火炎を用い，それぞれについてウォーターミストの火炎抑制効果を実験と数値計算により解明した．
対向流拡散火炎では，消炎に有効なミスト粒径は40ミクロン以下であり，消炎を支配している要因がミストの質量分率であることが明らかにされた．また，火炎伸長率が消炎を促進することも明らかとなった．同軸流拡散火炎では，火炎の付着点付近の部分予混合火炎にウォーターミストが侵入することによって燃焼速度が低下するために消炎することが明らかになった．この部分にウォーターミストを導入すれば容易に消炎できることになる．
予混合火炎の研究では，ミストの質量分率の増加に伴い，層流燃焼速度が低下するが，その効果は希薄側で顕著であり，ウォーターミストの爆発抑制効果は大きいことが明らかになった．燃料がプロパンの場合，ミストの質量分率が0.2以上では完全に消炎する．また，最小着火エネルギーはウォーターミストの添加量の増加に伴い増加することが明らかになった．
数値計算では，対向流拡散火炎の消炎限界伸長率が実験結果とよく一致し，ミストの質量分率が消炎を支配することが確認され，層流燃焼速度の低減効果および最小着火エネルギーの増加傾向が定性的に実験結果と一致した．また予混合火炎の消炎では，ミストの冷却効果が大きく，化学反応の影響は小さいことが明らかになった．さらに従来用のガス系消火剤よりもウォーターミストの火炎抑制効果の方が大きいことも明らかになった．
本研究ではウォーターミストによる拡散火炎および予混合火炎の消炎効果が定量的に明らかにされ，ミストを用いた消火設備の設計指針が得られた．その結果は日本火災学会に設置されたウォーターミストによる消火に関する学術専門委員会を通して，産業界に提供された．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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