| 研究概要 |
最終年度の本年度は,溶融部の成長を考慮した準定常モデルとしての燃え拡がり速度の予測式の構築を主な目標とし,電線燃え拡がり時における金属線の温度分布を微細熱電対によって計測して得られる熱流束値を基に非定常性を与える直接要因と延焼過程との関係について調査した.その結果,金属線の熱伝導率が低い場合,溶融部からのガス化には金属線を通じた熱流入が主に寄与し,火炎からの熱流入は主に予熱部への熱流入として寄与し得ることがわかった.従って,もともと観察された溶融部のサイズの非定常変化とは,火炎形状が変わっても火炎から未燃部への熱流入量に大きな変化がなく主に「溶融部からのガス化速度」を変化させるものと考えると,電線を通じた熱伝導によって影響を受けると結論できる.すなわち,溶融部サイズが変化しても燃え拡がり速度が殆ど定常的な振る舞いを示すのは,通常重力場においては浮力流れが火炎からの熱流束を一定にしているからであり,溶融部サイズと燃え拡がり速度とがさほど強く関係つけられないことが要因であり,一方で微小重力場になると火炎の位置が溶融部からのステファン流れで決まるために非定常性が強く現れると結論できる.この成果は,電線燃焼で世界で初めて試みられて成功した電線内部の温度計測により可能になったことであり,本成果が今後の研究発展にもたらす功績は大きい.
なお,上記実験に加え,溶融部のサイズ変化がもたらす落下による火災被害の拡大,溶融部形成に関する相変化を含めた自由界面追跡を可能にした非定常シミュレーションも実施し,総合的に電線燃焼の非定常性を議論できる環境の整備を行った.これらを利用することで,今後はより詳細な検討を展開をすることが可能であることも大きな成果として評価されるに値する.加えて,溶融部の数値シミュレーションは火災研究としては世界に数例もないことは強調しておく.
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