問題 8

次の各文章の【1】～【15】の中に入れるべき最も適切な字句、数値又は記述をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。(配点計30点) (1) 次の1)～3)は、燃料ガスの性状や燃焼に関わる性質について記述したものである。 1) 一般的に広く使用されている気体燃料中の代表的な成分に$CH_4$, $C_3H_8$, $C_4H_{10}$等がある。$CH_4$は都市ガス13Aの主成分であり、$C_3H_8$及び$C_4H_{10}$は【 1 】の主成分である。$C_3H_8$及び$C_4H_{10}$の20℃における飽和蒸気圧について、$C_3H_8$のそれは約0.8MPaであり、$C_4H_{10}$(n-$C_4H_{10}$)のそれは約【 2 】[MPa]である。

2) 気体の$CH_4$と$C_3H_8$の単位体積当たりの高発熱量(MJ/$m^3_N$単位の値)を比較すると、$C_3H_8$は$CH_4$の約【 3 】倍である。$C_3H_8$の単位質量当たりの高発熱量は約【 4 】[MJ/kg]であり、この値は、市販の重油や軽油などの燃料油の単位質量当たりの高発熱量の値よりいくぶん【 5 】。

3) 燃料ガスと空気の混合気について、混合気が燃焼し得る濃度範囲(混合気中の燃料ガスの体積割合%)を可燃範囲という。0.1MPa、298Kのもとで、$CH_4$-空気混合気の可燃範囲は5～15%程度であり、$C_3H_8$-空気混合気の可燃範囲は【 6 】[%]程度である。これら混合気の層流燃焼速度の最大値についてみると、0.1MPa、298Kのもとで、両者ともに、混合気の当量比が【 7 】程度の場合に層流燃焼速度は最大になり、その値は約【 8 】[cm/s]である。

(2) 次は、火炎からの放射について記述したものである。 火炎からの放射には、OH、CH、$C_2$などの励起化学種から発せられる化学発光、【 9 】や【 10 】などの安定分子から発せられるガス放射、すすなどの固体粒子から発せられる固体放射の3要素がある。 すすなどの固体粒子を含まない火炎は化学発光とガス放射だけを生じ、低輝度の【 11 】色を呈し、不輝炎と呼ばれる。それに対し、すすなどの固体粒子を含む火炎は化学発光とガス放射も伴うが、輝度の高い固体放射が支配的で、【 12 】色を呈し、輝炎と呼ばれる。 また、燃焼方式による火炎の形態をみると、【 13 】火炎は不輝炎の形態をとることが多く、【 14 】火炎や【 15 】火炎は輝炎の形態をとることが多い。