火炎伝播

質問

ガスと空気が適度に混合されて充満した２つの容器があって、それぞれの容器がパイプでつながっているとします。
このとき片方の容器のガスを爆発させたとき、パイプを通ってもう片方の容器に火炎伝播するためのパイプ径と長さの条件みたいな関係はあるのでしょうか。
文献、参考ＵＲＬなんでも結構です。宜しくお願い致します。

回答No.1

Umada

パイプとのことですので、径に比べて十分に長さがある場合のこととしてお話しします。

高圧ガスの保安でよく用いられる用語に、「消炎隙間」という概念があります。火炎が伝播してごく狭い間隙を通り抜けようとする場合、燃焼(＝反応)で発生する熱量より、壁面から逃げる熱量が大きければ燃焼を維持できなくなります。このため火炎は、幅が一定以下の隙間を通過できません。この隙間の大きさのことを「消炎隙間」といい、例えば水素と空気の混合物の消炎隙間は600μmほどです。「消炎距離」と呼ぶこともあります。
なお消炎隙間はガスの種類によって当然変わりますし温度でも変化します。さらに壁面の材質によっても多少の影響は受けます。長さに関してはその概念(単位長さの燃焼で発生する熱量＜単位長さの壁面から逃げる熱量)からするとその影響は小さいと考えられます。
消炎隙間は通常、平板を向かい合わせにした配置での間隔で議論しますが、パイプの場合もほぼ同様に考えられます。パイプの方が熱の逃げが大きいですから(側面からも逃げる)、もう少し隙間(直径)が大きくても火炎は通過できなくなるはずです。パイプ径を消炎隙間以下に留めるならば、災害防止の観点からは安全側に評価することになります。

従って第一近似としては、お考えのガスの消炎隙間の値を探して、それとパイプ径との大小を論じればよい、ということになると思います。

ネット上で「消炎(隙間)」などのキーワードで探してみたのですが、残念ながら参考になりそうなデータは見つかりませんでした。図書館か書店で「高圧ガス保安技術」などの本を探せばガス種ごとの消炎隙間の大きさが載っていると思います。また「燃焼工学」のキーワードでも関連する情報を引っ張りだせそうです。

参考に、高圧ガス保安協会のURLを付けておきます。書籍などの案内もあります。
「高圧ガス保安協会」
http://www.khk.or.jp/

参考URL：

http://www.khk.or.jp/