Hiroyasu Saitoh, Takaaki Mizutani, Teruhito Ohtsuka, Naoto Uesaka, Yuki Morisaki, Hidenori Matsui, and Norihiko Yoshikawa
斎藤寛泰,水谷高彰,大塚輝人,上坂直人,森崎雄貴,松井英憲,吉川典彦
p.140-146
Abstract
The behaviors of deflagrations initiated near the center of 1.5 m3 hydrogen-air clouds were observed in a field experiment. The equivalence ratio of gas mixtures was varied in the range from 0.5 to 4.0. The corresponding changes of flame spread size, flame propagation velocity, and sound noise level were measured. In fuel lean cases, spherical flames were observed, while in fuel rich cases, the spherical flame propagation was followed by a rapid flame spread near the ground surface and a fireball at the top part of the cloud. The high-speed photographs and the records of ion probes show that the flame spread size and the flame acceleration increase with increasing the hydrogen concentration. The propagation velocity of spherical flames are one order of magnitude faster than the laminar burning velocity, and both quantities have a common dependency on the mixture equivalence ratio. The flame velocity reaches the maximum value of about 40 ms-1 near the equivalence ratio of 2.0. The flame velocity in the fireballs reaches 180 ms-1 at the maximum. The sound noise level increases with increasing equivalence ratio.
開放空間中の約1.5m3の水素−空気混合気塊を中心付近で火花点火させた際の爆燃挙動の野外実験観測を行った。混合気当量比を0.5〜4.0の範囲で変化させ,火炎領域の拡がり方,火炎伝ぱ速度,騒音レベルへの影響を調べた。希薄混合気の場合は,球状火炎が伝ぱするのみであるが,過濃の場合には,球状火炎の伝ぱに加えて,地表近傍に押し広げられてよどんだ混合気領域に火炎が伝ぱする現象と上方に火炎球(ファイアボール)が形成される現象が観測された。時系列画像の解析およびイオンプローブによる火炎伝ぱ速度の評価から,水素濃度が高いほど,火炎が到達する距離および火炎体積は大きく,加速されながら拡がることが分かった。球状火炎の平均伝ぱ速度は,層流燃焼速度に比べて一桁大きく,最大で約40 ms-1となり,伝ぱ速度の当量比依存性は層流燃焼速度のそれと一致し,当量比2.0近傍で最大となった。火炎球の領域での火炎速度はさらに増加して,最大で180 ms-1にもなった。また,爆発騒音のピーク音圧レベルは当量比とともに増加することが分かった。
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訂正とお詫び
- p.141 1列上32行目
(誤)既に幾つかの野外実験9) → (正)既に幾つかの野外実験7)
- p.143 2列上6〜8行目
(誤)地表付近を水平方向に伝ぱする火炎の領域(矢印A)と上昇する火炎球(矢印B) → (正)上昇する火炎球(矢印A)と地表付近を水平方向に伝ぱする火炎の領域(矢印B)
以上、謹んでお詫び申し上げます。