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高速で噴出する拡散火炎(バックドラフト時の火炎)の性状の計測とモデリング

研究課題

研究課題/領域番号 22310105
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関諏訪東京理科大学

研究代表者

須川 修身  諏訪東京理科大学, システム工学部, 教授 (60162856)

研究分担者 今村 友彦  諏訪東京理科大学, システム工学部, 助教 (50450664)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2010年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
キーワード火災 / バックドラフト / 噴出時火炎 / 乱流拡散火炎 / 火炎性状 / 物理モデル / 噴出角度 / 液体燃料 / 噴出時火災 / 乱流拡散火災 / 火災性状
研究概要

区画火災時に火災室内でフラッシュオーバーやバックドラフトが起こると、800°C近い高温の火炎および熱気流が窓などの開口部から噴出する。このときの火炎は瞬間的には50~100m/s程度の比較的大きな初速度を持って火災室から水平に打ち出される。火炎高さに関して断片的な知見しか得られておらず、延焼危険性の評価も経験則に依っているところが多い。そこで本研究は、高速で噴出する拡散火炎の性状を把握することを目的として研究を行った。火炎噴射装置から発生させた火炎の高さ、温度および放射熱を計測した。燃料として、液体燃料を用いた。ノズル径と不活性ガスの圧力の組合せにより発熱速度を制御した。噴射装置架台は0°~90°(0°:噴射方向が水平方向)の範囲で任意に傾きを設定した。その結果、90°の場合、火炎高さは、Q*>106の範囲でも、無次元数RMの値が0.1より小さい場合は、火炎高さはQ*2/5に比例して高くなった。また火炎中心軸上の温度減衰を、McCaffreyモデル(低速拡散火炎)と比較すると、本実験では温度減衰の開始点がz/Q2/5=0.15~0.20付近であり、McCaffreyモデルよりも遠くなった。しかし、温度減衰が始まると、温度は距離に対してMcCaffreyモデルよりも急速に低下する傾向を示した。一方で、高速で噴出する拡散火炎の中心軸上の温度減衰、水平方向の温度分布、熱流束の水平分布は、いずれも発熱速度の変化に対して相似性が保存されていることが分かった。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Flame Height of a Turbulent Diffusion Jet Flame with a Comparatively High Initial Discharging Velocity2011

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Imamura, Osami Sugawa, Kyoko Kamiya, Yasushi Oka, Tosimitsu Suzuki and Yutaka Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Fire Science and Technology

      巻: Vol.29 ページ: 15-26

    • NAID

      130004503351

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Flame Behavior and Thermal Properties of a Jet Flame with a High Initial Discharging Velocity2011

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Imamura, Osami Sugawa, Kyoko Kamiya, Yasushi Oka, Tosimitsu Suzuki and Yutaka Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 8th Asia-Oceania Symposium on Fire Science and Technology

      巻: CD-ROM

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Flame Height of a Turbulent Diffusion Jet Flame with a Comparatively High Initial Discharging Velocity2011

    • 著者名/発表者名
      Imamura, T., Sugawa, O., Kamiya, K., Oka, Y., Suzuki, T., Yamamoto, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Fire Science and Technology

      巻: 29(印刷中)

    • NAID

      130004503351

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flame Behavior and Thermal Properties of a Jet Flame with a High Initial Discharging Velocity2011

    • 著者名/発表者名
      Imamura, T., Sugawa, O., Kamiya, K., Oka, Y., Suzuki, T., Yamamoto, Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of 8th Asia-Oceania Symposium on Fire Science and Technology

      巻: (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高速噴出時火炎の形状に及ぼす噴射角度の影響2011

    • 著者名/発表者名
      今村友彦、塚原瑞貴、石川亮、須川修身、上矢恭子
    • 学会等名
      平成23年度日本火災学会研究発表会
    • 発表場所
      東京理科大学森戸記念館
    • 年月日
      2011-05-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高速噴出時火炎の形状に及ぼす噴出角度の影響2011

    • 著者名/発表者名
      今村友彦,塚原瑞貴,石川亮,須川修身,上矢恭子
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会概要集
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Flame Behavior and Thermal Properties of a Jet Flame with a High Initial Discharging Velocity2010

    • 著者名/発表者名
      Imamura, T., Sugawa, O., Kamiya, K., Oka, Y., Suzuki, T., Yamamoto, Y.
    • 学会等名
      8th Asia-Oceania Symposium on Fire Safety Technology (AOSFST)
    • 発表場所
      Rydges on Swanston Hotel, Melbourne, Australia
    • 年月日
      2010-12-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 比較的大きな初速度をもつ噴出時火炎の性状 その1実験概要2010

    • 著者名/発表者名
      須川修身、今村友彦、上矢恭子、鈴木俊光、山本豊
    • 学会等名
      平成22年度 日本火災学会研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2010-05-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 比較的大きな初速度をもつ噴出時火炎の性状 その2実験結果及び考察2010

    • 著者名/発表者名
      今村友彦、須川修身、上矢恭子、鈴木俊光、山本豊
    • 学会等名
      平成22年度 日本火災学会研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2010-05-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 比較的大きな初速度を持つ噴出時火炎の性状その1実験概要2010

    • 著者名/発表者名
      須川修身,今村友彦,上矢恭子,鈴木俊光,山本豊
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会概要集
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 比較的大きな初速度を持つ噴出時火炎の性状その1実験結果及び考察2010

    • 著者名/発表者名
      今村友彦,須川修身,上矢恭子,鈴木俊光,山本豊
    • 学会等名
      日本火災学会研究発表会概要集
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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