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Combustion and flame spread physics over multi-layer flammable material in microgravity

微重力下多层易燃材料的燃烧和火焰传播物理学

基本信息

批准号：
22KF0008
负责人：
藤田修
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0008/
关键词：
複合材料着火燃え拡がり燃焼物理微小重力火災安全

项目摘要

実験で使用される複合材料として実際の回路基板で使用されフェノール樹脂と銅箔を結合させたもの、解析の容易さを考慮してPMMAと銅箔を貼り合わせたもの、そして、電線の被覆材の三種類を選定した。また、PMMAに関しては比較実験として銅箔のないものについて実験を行った。フェノール樹脂とPMMAについては燃え拡がり現象の観察、電線に関しては短絡が生じた場合の着火現象を対象として研究を行った。燃え拡がり実験に関しては、実験手法を確立する必要があることから、その基礎データとなる試料燃え拡がり現象に及ぼす周囲への熱損失の影響について検討を行った。短冊状に切り出した幅5mm～40mm、長さ150mm程度の試料の上端に着火を行い、火炎が下方に伝播する際、左右に冷却壁を設置しその影響を調べた。この結果、火炎の燃え拡がり速度は試料と冷却壁の距離の関数となり、火炎形状もその距離によって規則的に変化することが示された。さらにこの結果について理論的検討を行い、試料左右側面の火炎構造に及ぼす壁面熱損失の影響が重要な役割を果たしていることを指摘した。また、燃え拡がり現象に対する火炎の伝播方向（上方伝播、下方伝播等）の影響を議論するための基礎となるガス燃料拡散火炎に及ぼす重力影響についても別途研究を進めている。こちらの成果についてはすでに2件の論文投稿に繋がっており、そのうち1件は採択ずみとなっている。着火実験に関しては、2023年度に微小重力実験を実施予定であり、本年度はその準備研究を行い、実験の概念検討、必要資材の調達、予備実験データの取得などを行った。

In order to realize the application of composite materials and circuit substrates, three kinds of coating materials for PMMA and copper foil are selected according to the combination and analysis. For example, PMMA can be used to make copper foil. The investigation of fire phenomenon in PMMA resin and electric wire is carried out. To establish the necessary conditions for the combustion of the sample and the influence of the heat loss of the sample Adjust the influence of the setting of the upper part of the sample with a width of 5mm to 40mm and a length of about 150mm, and the setting of the cooling wall at the lower part of the sample with a flame. The results show that the flame speed is related to the distance between the sample and the cooling wall, and the flame shape is related to the distance between the sample and the cooling wall. In this paper, the theoretical analysis is carried out, and the influence of the fire structure on the left and right sides of the sample and the heat loss on the wall surface is analyzed. A discussion on the influence of the propagation direction of the fire (upward propagation, downward propagation, etc.) on the phenomenon of combustion and the influence of gravity on the dispersion of the fire. 2 papers submitted, 1 paper collected Fire management, microgravity management in 2023, preparatory research for this year, conceptual review, adjustment of necessary materials, preparation and acquisition of equipment