熱プラズマを照射した合成繊維布材の温度上昇および溶発過渡過程の実験的および数値解析的検討

摘要

本報告は，実験的および数値解析的検討から溶発現象による冷却効果の検証を行った。対象試料として，これまでの試験から溶発性に富むアクリル繊維AVDCと耐熱性に優れるパラ系アラミド繊維TWを使用した。実験的アプローチでは，アクリル繊維AVDCおよびアラミド繊維TWを使用して誘導熱プラズマ照射を行い，布材の様相および溶発現象の発生時刻を確認するために高速度ビデオカメラ観測と，布材の裏面温度測定を行った。その結果，アクリル繊維AVDC布材の場合に，熱プラズマ照射開始から早期1s程度で溶発の発生とそれが要因とされる布材裏面温度上昇の急激な低下が確認できた。また数値解析的アプローチでは，実際の熱プラズマ照射試験で用いる装置の空間および布材を模擬して，熱流体解析による溶発現象の検討を行った。その結果，アクリル繊維AVDCにおいて，溶発によって布材表面付近までにくるプラズマ温度が急激に低下していることが確認できた。これらのことから，アブレーションによる温度抑制効果が示唆できた。