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2014 年度 実績報告書

固体材料の微小重力場における着火・消炎およびすす生成挙動に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12F02360
研究機関北海道大学

研究代表者

藤田 修  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10183930)

研究分担者 HU Longhua  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード固体燃焼 / 燃え広がり / 消炎 / 重力 / 火災安全性 / 拡散火炎 / 電線 / 着火
研究実績の概要

本研究においては、研究計画に沿って、以下の2項目について実施した。
1. 固体材料表面を燃え広がる火炎の燃え広がり速度におよぼす試料傾きの影響
実験用試料として、ポリエチレン被覆の電線を選定し、この燃え広がり速度に及ぼす角度の影響(水平からの傾きの角度:-90度~+90度)を調べた。電線の心線材質としては通常の銅の他にニクロム心線を用いた。また、実験変数として雰囲気圧力を変化させた。この結果、電線上火炎燃え広がり速度は、銅心線の場合角度が0度(水平)の場合が最も燃え広がり速度が小さくなり、角度が正、負のいずれに傾いても(すなわち、自然対流が同軸流、対向流のいずれも場合でも)燃え広がり速度は増大することがわかった。一方、心線がニクロムとなった場合は、試料の傾きが正の角度(対向流)が負の角度(同軸流)へ変化すると燃え広がり速度は単調減少することがわかった。これらのことが生じる要因を、新たに構築した熱循環モデルに基づき検討し、実験結果を良く再現できることを明らかにした。これらの結果は、Proc.Combustion Instituteにて公表されている。
2.燃え広がり火炎の消炎限界に対する試料傾きの影響
上記の実験に引き続いて、電線上燃え広がり火炎の消炎限界酸素濃度(LOC)に対する試料傾きの影響を調べた。この結果静止雰囲気においては、LOCは、試料が水平の時最も大きな値を示しそれよりいずれの方向に傾いても低下するという興味深い結果が得られた。さらに、周囲に流動を与えた場合は、試料周囲に生じる自然対流の電線に沿う速度成分と対向周囲流速がちょうど釣り合うような条件の時に、LOCが極大になることを実験的に初めて示した。この結果は、Asian Microgravity SymposiumのKey Note Speechとして発表している。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

電線被覆表面燃え広がり火炎に関する研究の概要紹介

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Flame spread over electric wire with high thermal conductivity metal core at different inclinations2015

    • 著者名/発表者名
      Longhua Hu*, Yangshu Zhang, Kosuke Yoshioka, Hirokazu Izumo, Osamu Fujita
    • 雑誌名

      Proceedings of the Combustion Institute

      巻: 34 ページ: 2607-2614

    • DOI

      DOI: 10.1016/j.proci.2014.05.059

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lift-off of jet diffusion flame in sub-atmospheric pressures: an experimental investigation and interpretation based on laminar flame speed2014

    • 著者名/発表者名
      Qiang Wang, Longhua Hu*, Mi Zhang, Fei Tang, Xiaochun Zhang, Shouxiang Lu
    • 雑誌名

      Combustion and Flame

      巻: 161 ページ: 1125-1130

    • DOI

      doi:10.1016/j.combustflame.2013.10.021

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 異なる心線材質の導線被覆上を燃え拡がる火炎の消炎限界に及ぼす導線の重力方向に対する傾きの影響2014

    • 著者名/発表者名
      吉岡航佑, ,Hu Longhua,藤田 修
    • 学会等名
      第52回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
  • [学会発表] 電線被覆材料の燃焼に及ぼす重力影響2014

    • 著者名/発表者名
      藤田 修,高橋修平,吉岡航佑,Hu Longhua
    • 学会等名
      第58回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
  • [学会発表] Limiting Oxygen Concentration (LOC) of flame spreading over electric wire at different inclinations in normal gravity and difference from microgravity2014

    • 著者名/発表者名
      Longhua Hu*, Kosuke Yoshioka, Shuhei Takahashi, Osamu Fujita
    • 学会等名
      AMS 2014- 10th Asian Microgravity Symposium
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-31
    • 招待講演
  • [学会発表] Morphological characteristics and blow-out limit of jet diffusion flames with co-flow in microgravity2014

    • 著者名/発表者名
      Qiang Wang, Shuangfeng Wang*, Longhua Hu, Osamu Fujita
    • 学会等名
      AMS 2014- 10th Asian Microgravity Symposium
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-31
  • [備考] Flame spread over solid fuel

    • URL

      http://mech-hm.eng.hokudai.ac.jp/~lsu/project/

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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