| 研究概要 |
高速気流中にステップを設け、その後流に形成される拡散火災の保炎挙動について実験的に研究を行った。実験はステップ高さ,h=10-50mm,ステップから燃料噴出口までの距離,1f=20-200mm,燃料噴出速度,Vf=5-15m/s,燃料噴射角,θ=30^O-90^O,主流空気流速,U_O=30-50m/sの範囲で変え、火炎安定限界及びLDV法を用いて流れ場の流速分布を測定した。その結果以下の結論を得た。
(1)ステップ高さによらず、ステップ高さとステップから再付着点までの距離の比、1r/hはほぼ一定(5.5)であった。
(2)火災安定限界における燃焼の存在は、再付着点までの距離及び再循環領域内の速度分布を顕著には変化させない。これより、火災安定化は、未燃時の再循環流条件に基いて検討することが可能と考えられる。
(3)再循環領域内に燃料を斜めに噴出した場合、火災の安定性に及ぼす噴射角の影響は、噴出速度や噴出口までの距離に依存する。燃料噴出口が比較的スッテプに近い場合、噴射角を小さくすると、火災の安定性は燃料の噴出速度に影響されなくなる。すなわち、燃料を再循環流と対抗して噴出させることにより、安定性に対する燃料噴出速度の依存性を弱めることができる。一方、燃料噴出口が再付着点に近づくと、再循環流速及び乱れが大きくなるため、燃料噴射角や燃料噴出速度の影響が明白ではなくなる。
(4)乱流燃焼速度と局所的な流速のつりあいに着目して提案した有効当量比Ф*に基づいて、火災の安定化条件を燃料噴出位置により大別した。再循環流が速く乱れ強さが大きい領域では、火災は噴出された燃料と再循環領域に流入する空気流が燃料過農混合条件で安定化される。一方、再循環流が遅く乱れ強さが小さい領域では火災は燃料希薄混合条件で安定化される。
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