ナノサイズ粉じんの爆発における火炎伝ぱ機構の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15F15053
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 土橋 律 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30237177)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): GAO WEI 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2015-10-09 – 2018-03-31
• Keywords: 粉じん爆発 / 微小粒子 / 火炎伝ぱ機構 / 高速度撮影

Outline of Annual Research Achievements

粒子が微小化し表面積が増大した場合の粉じん爆発のリスクは大きいため、適切な粉じん爆発対策は産業等の安全上の重要な課題となっている。これまでは、実測による粉体の危険度評価が主な対策としておこなわれており、粉じん爆発現象（火炎伝ぱ現象）自体の科学的解明は不足していた。そこで、本研究では高速度カメラによる可視光およびCHラジカル発光の撮影等による詳細な測定で、粉じん爆発時の火炎伝ぱ機構を詳細に解明し、粉体の微小化の影響を予測する科学的バックグランドを整備することを目指して検討を進めている。
平成27年度は、装置のセットアップを主におこなった。研究室に既存のハルトマン型の粉じん爆発試験装置を改造して、粉じん雲を形成・着火後の火炎伝ぱの挙動を詳細に観察・測定できる装置を製作した。粉じん雲形成・着火という基本動作がおこなえる状態となり、作動条件の設定についての基本的確認をおこなうことができた。平成27年度は活動期間が半年だけであったため、論文や学会発表するところまで至っていないが、平成28年度に本格的に実験が実施できる下準備が整った状況である。
同時に、国内外の機関の粉じん爆発研究状況について情報収集、意見交換をおこなった。国内の安全工学研究発表会、中国での伝熱シンポジウムに参加して研究情報の収集、意見交換をおこなった。また、3月には中国科学技術大学および大連理工大学を訪問し、粉じん爆発関係の研究者と意見交換をおこなった。この中で、最近の研究動向や火炎伝ぱ機構の解析状況などについて本研究に有用な情報を得た。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成27年度は、研究期間が半年のみのため、装置の下準備と、国内外での情報収集が主な内容となったが、おおむね予定の内容を実施できた。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度で下準備ができた装置を用いて、本格的に火炎伝ぱ挙動の解明のための実験をおこなってゆく。種々の条件を系統的に変化させながら、高速度カメラによる詳細な観察等により火炎伝ぱ挙動を解析し、粒子が微小化した時の粉じん爆発危険性の変化の原因を本質的にとらえるよう解析をおこなってゆく。
また、国内外の研究者との意見情報交換を続け、より研究内容の充実をはかってゆく。