狭流路内における燃え拡がり火炎を利用した微小重力環境火災安全性評価に関する研究

微重力环境下狭窄通道火焰传播火灾安全评价研究

• 批准号: 18651083
• 负责人: 伊藤 昭彦
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Hirosaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18651083/
• 关键词: 火災; 消防; マイクロフレーム; 微小重力; 燃え拡がり; 高温・減酸素; 浮力低減; 火災・事故; 微小重力環境; 安全性評価; 宇宙環境利用

宇宙環境利用の推進にあたり火災安全性の確保は重要な課題である.しかし宇宙環境で使用される多彩な材料の火災安全性を微小重力環境下で評価することは容易ではない.そこで本研究は微小重力場の燃え拡がりを通常重力場で模擬することを検討し,宇宙環境での火災安全性評価を通常重力場で低コストに行える方法について明らかにした.通常重力場で微小重力を模擬するためには火炎により生じる浮力の影響をできるだけ減少させることが必要となる.そこでまず,気流中の酸素濃度を減少させることで火炎への酸素質量流束を減少させ火炎温度を低下させた.また高温酸化剤気流を使用し周囲温度と火炎温度との差つまり密度差を減少させた.更に,流路高さを数ミリメートルとした狭流路を用いて火炎の大きさを制限し,通常の火炎にくらべて火炎体積を減少させた.それら浮力を減少させる工夫を行い対向気流中で熱的に薄いろ紙の燃え拡がり実験を行った.特に,浮力の燃え拡がり現象への影響を明確にするために,水平,45度上方そして45度下方燃え拡がりにっいて詳しく検討し,火炎形状,燃え拡がり速度の測定を行い微小重力場と通常重力場での各値を比較した.その結果,高温・減酸素狭流路内では燃え拡がり方向の影響を大きく受けず火炎形状は微小重力場での火炎形状に近づくことが明らかとなった.さらに,各方向へ燃え拡がる火炎の伝播限界条件での燃え拡がり速度はほぼ一定の値をとり,その値が微小重力場での燃え拡がり速度に定量的に近づくことがわかった.そして浮力の影響を考察するためにRayleigh数を高温・減酸素狭流路内で形成された火炎に対して算出すると,その値は流路高さが減少するほど減少し浮力の影響が低下することがわかった.このように,狭流路・高温・減酸素環境を用いることで通常重力場で微小重力場での火炎の可燃性固体表面上の燃え拡がりを模擬できることを明らかにした.

An important issue in promoting the utilization of the universe environment and ensuring fire safety Fire safety of colorful materials used in cosmic environment is easy to evaluate in microgravity environment. This paper discusses the fire safety assessment of the universe environment and the method of the ordinary gravity field simulation. The gravity field is usually small and the buoyancy is necessary. The acid concentration in the gas stream decreases, the acid mass flow in the flame stream decreases, and the flame temperature decreases. High temperature acidizing agent is used to reduce the difference between temperature and density. In addition, the flow path height is high and the flow path is narrow, and the fire volume is usually reduced. The buoyancy is reduced in the middle of the day, and the heat is reduced in the middle of the day. In particular, the buoyancy of the combustion phenomenon is clear, horizontal, 45 degrees above and 45 degrees below the combustion phenomenon is clear, the shape of the fire is clear, the speed of the combustion phenomenon is clear, and the microgravity field is usually small. As a result, high temperature, reduced acid, narrow flow path, flame shape, small gravity field, flame shape, close to light. In addition, the limit conditions for the propagation of fire in all directions are: the velocity of fire is a certain value, and the value of fire is a small gravity field. The influence of buoyancy is investigated. The Rayleigh number is reduced by the increase of the flow path height. Narrow flow path, high temperature, reduced acid environment, normal gravity field, microgravity field, fire, combustible solid surface, simulation, light, etc.

项目成果

微小重力および過重力環境における薄い固体の燃え拡がり

微重力和超重力环境中稀薄固体的火焰传播

• 发表时间: 2007
• 作者: 永田朋幸;長土居謙政;工藤祐嗣;鳥飼宏之;伊藤昭彦
• 通讯作者: 伊藤昭彦

Effect of oxygen on flame spread over liquids

• DOI: 10.1016/j.proci.2006.07.196
• 发表时间: 2007
• 作者: K. Takahashi;Y. Kodaira;Y. Kudo;A. Ito;K. Saito

Simultaneous Measurement of Temperature and Chemical Species Concentrations with Holographic Interferometer and Infrared Absorption

利用全息干涉仪和红外吸收同时测量温度和化学物质浓度

• 发表时间: 2006
• 期刊: Applied Optics 46・22
• 作者: T.Konishi;A.Ito;Y.Kudo;A.Narumi;K.Saito;J.Baker;P.M..Struk
• 通讯作者: P.M..Struk

複数の火源が立体的に存在する火災の熱フィードバック量の推定

估算三维存在多个火源的火灾中的热反馈量

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本火災学会論文集 Vol.57, No.1
• 作者: 福田真弓;工藤祐嗣;伊藤昭彦
• 通讯作者: 伊藤昭彦

複数の火源が立体的に存在する火災の燃焼特性

三维多火源火灾燃烧特性

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本火災学会論文集 Vol.56, No.3
• 作者: 福田真弓;工藤祐嗣;伊藤昭彦
• 通讯作者: 伊藤昭彦