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区画火災時に上階延焼などの問題となる開口部に形成される噴出火炎については、区画内滞留時間が短い場合、未反応の燃料と空気が反応すると考えられる。混合や反応の割合については、現在のところ未解明であるが、このような火炎は、予混合火炎と拡散火炎の中間的な性状を示すと考えられる。そこで、本研究では、拡散火炎に空気を予混合させ、予混合の割合と形成される火炎の火炎高さ、中心軸上の温度や流速、熱流束の測定を行った。
これまでに、可燃物上に形成される火炎に関しては、広範な研究がなされており、これらの研究結果に基づき、乱流拡散火炎の火炎高さ、中心軸上の温度及び流速のモデル化を理論的に行い実験によりこのモデルの妥当性を検証している。このモデルに基づいて実験結果をモデル化した。
その結果、火炎高さは、混合する空気中の酸素量が燃料と化学量論的に反応する燃料分を差し引いた量によりにこれまでの乱流拡散火炎高さの関係と同じく整理可能であることが分かった。
また、中心軸上の温度と流速に関しては、乱流拡散火炎の性状を整理する場合と同様の仮想点源位置の考え方によ結果が整理でき、これをモデル化した。
外部での熱流束の測定結果から、予混合する空気量が化学量論的に反応する値に近づくと、火炎高さの減少と火炎の輝度の減少から熱流束の減少が測定された。
なお、これらの結果に関しては、今後さらに検討を行い、火災時の開口部に形成される噴出火炎との整合性を図る予定である。
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