1989 Fiscal Year Annual Research Report
対向流の場でのプル-ムの流れ性状に関する実験・理論的研究
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62550426
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
須川 修身 東京理科大学, 火災科学研究所, 講師 (60162856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森田 昌宏 東京理科大学, 理学部応用数学, 講師 (10120221)
川越 邦雄 東京理科大学, 火災科学研究所, 教授 (30103039)
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| Keywords | クリ-ンル-ム / 火災気流 / 流れの可視化 / プリュ-ム / 軸上温度 / 火源 |
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| Research Abstract |
層流クリ-ンル-ム模型内で温度、気流速度の測定、および流れ状況の可視化に基づいた解析と補足実験を行った。火源は流れの可視化を考慮してメチルアルコ-ルを燃料とする円形火源と線条火源を使用した。
〈燃料速度〉燃焼に伴う燃料の質量消費速度(燃焼速度と定義する)は、下降流速度に依存するが、クリ-ンル-ムの代表的な下降気流速度(約0.3m/sec)を与えた場合、下降流の無い場合に比較して約20%増大した。燃料蒸気への雰囲気空気の巻き込みは、流れ持つ乱れの大きさに依存するが、この乱れが下降流に依って増大され、酸素と燃料の混合が促進される結果、燃料の蒸発・燃焼を増大させたと考えられる。
〈流れの可視化〉2つの流れの可視化方法を確立した。(1)HEPA天井近傍に発煙列を設置して下降するクリ-ンエア-に可視化煙を乗せる方法、(2)火源位置で上昇流に可視化煙を混入させる方法である。(1)の方法により上昇気流への雰囲気空気の巻き込み状態(上昇流の周囲に形成された環状渦の大きさ)が、(2)の方法によって上昇気流の対向流中での上昇限界、水平方向への広がりが定量的に把握出来た。
〈上昇気流速度・温度〉着火直後上昇気流は垂直に上昇したが、準定常状態では、火炎は下降流の影響を受けて振動して静止せず、火炎先端は前後左右にランダムな運動を示した。このため火源直上近傍では、トップハット形を示し、下降流が無い場合に得られた正規分布形とは異なった。火源径の約5倍相当高さ以上では、上昇速度・温度はほぼ正規分布を示し、軸上温度は高さの-5/3乗に比例して減衰した。線火源の場合火炎領域では速度は高さ方向に減衰しないが、ほぼ下降流速分だけ上昇速度が抑制された。これらの性状から、下降流が存在しても自由空間で示されるプリュ-ムの流れ性状は継承されているが、下降流によって拡散を受け、上昇流中の温度および速度の上昇分は小さい事が分かった。
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[Publications] Osami SUGAWA,Yasushi OKA and Hirofumi HOTTA: "Fire Induced Flow in a clean Room with Downward Vertical Laminar Flow" Proceeding of the 9th Joint Panel Meeting.UJNR Panel on Fire Research and Safety,NBSIR 88-3753.Nationa Bureau of Standards.USA. 357-366 (1988)
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[Publications] 須川修身、岡泰資、上野浩志、原良夫: "クリ-ンル-ム内に存在する下降流と火災上昇気流の流れ場の可視化" 第17回流れの可視化シンポジウム、流れの可視化学会誌. Vol.9,No.34. 221-224 (1989)
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[Publications] 岡泰志、須川修身、堀田博文: "空調された区画内における熱気流の流れ性状予測" 昭和62年度日本火災学会研究発表会. 37-38 (1987)
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[Publications] 須川修身、岡泰資、上野浩志: "空調下降流の存在する区画内における熱気流の流れ性状に関する研究" 平成元年度日本火災学会研究発表会. 123-124 (1989)
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[Publications] 岡泰資、須川修身、上野浩志: "クリ-ンル-ム内の火災熱気流の流れ性状に関する研究" 平成元年度日本建築学会大会(九州). 1017-1018 (1989)
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[Publications] 須川修身、岡泰資、堀田博文: "実大規模クリ-ンル-ム中での模擬火災実験" 「火災」(日本火災学会誌). 39. 1-8 (1989)
