トンネル内に発生した可燃性混合気中を伝播する火炎に対する障害物の影響

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可燃性混合気中を伝播する火炎に対する障害物の影響に関しては、流路内消炎問題、ガス漏れ事故に伴う火災の防止、等の観点から、最近の10年間、国内外にいくつかの研究事例がある。それらは、しかし、いずれも均一濃度の可燃性混合気中の伝播火炎を対象としており、また、いわゆるトンネル内に濃度勾配を有する層状の可燃性混合気が存在する場合の火炎伝播現象とは異なる条件下の研究である。一方、当研究室において、この数年間、液体燃料を浸潤した地面上に生成された濃度勾配を有する層状可燃性混合気中の火炎伝播の様子、及び伝播火炎に対する障害物の影響が研究され、その成果が公刊されたが、本研究課題はその発展課題である。平成3年度の研究のなかで、トンネル内の地面上発生し滞留する、濃度勾配を有する層状可燃性混合気の中の伝播火炎に対する地面上の障害物の効果が検討された。そのなかで、障害物による効果は、火炎がそれを乗り越える際の伝導熱損失の増加と、伝播する火炎面の乱れの促進との2つに分けられることが分かった。即ち、濃度勾配を有する層状可燃性混合法の中では、障害物により伝播火炎は減速されること、障害物の大きさ、形状、設置間隔、そして可燃性混合気層の厚さに直接の影響を与える地面温度、等が伝播火炎の挙動に大きく影響を与えることが明らかにされた。一方、トンネル内の天井に滞留する、濃度勾配を有する層状可燃性混合気中の伝播火炎は、浮力の影響を受けるために、それに対する障害物の影響も、安全工学上、また、基礎的な燃焼科学の立場から、今後の重要な検討課題であることが分かった。