Gas Explosion Hazard Analysis in Domestic

가정집에서 가스폭발 위험성 분석

A leak of fuel gas in partially confined area creates a flammable atmosphere and give rise to an explosion, which is one of the most common accident in domestic. Observations from accident in domestic suggest that some explosions are caused by a quantify of fuel significantly less than lower explosion limit(LEL) amount required to fill the room, which is attributed to inhomogeneous mixing of leaked gas. The minimum amount of leaked gas for explosion is highly dependent on the mixing degree in the area. For lighter gas, such as methane, a high concentration tends to build up in the space from ceiling of room. But heavy gas, such as propane, a high concentration tends to build up in the space from bottom of room. This paper presents a method for analysing the explosion hazard in a room with very small amount of leaked gas. Based on explosion limit concentration, the gaussian distribution model is used to estimate the minimum amount of leak which yields a specified explosion pressure. The results demonstrate that catastrophic structural damage can be achieved with a volume of fuel gas which is less than 0.5 percent of the total enclosed volume in domestic. The method will help analyzing hazard to develop new safe device as well as investigating accident.

가정에서 일어나는 가장 일반적인 사고 중의 하나는 실내 가연성 가스누출에 의한 폭발 사고이다. 이러한 폭발 사고현장의 분석에 의하면 경우에 따라서 누출가스가 실내를 완전히 연소 하한계의 농도로 채올 수 있는 양보다 매우 작은 가연성 가스 양에 의하여 발생할 수 있다. 따라서 폭발이 일어날 수 있는 최소한의 가스 양은 실내 누출된 가스농도의 불균일한 정도에 의존하게 된다. 일반적으로 메탄과 같은 공기보다 가벼운 가스는 천장에서 축적되는 경향이 있고, 프로판의 경우에는 바닥에 축적되는 경향이 있다 본 논문에서는 매우 작은 양의 가스 누출에서 폭발 위험성 분석을 위한 가우스분포폭발 모델을 제시하였다. 이 모델은 연소한계농도에 기초를 두고, 특정 폭발 압력이 나타날 수 있는 최소한의 가스 누출량을 예측하는데 사용할 수 있다. 가우스모델을 이용하여 분석하면, 가정집에서 누출된 가스의 부피가 실내 부피에 비하여 $0.5\%$ 이하에서도 건물이 붕괴되는 폭발사고가 일어날 수 있다. 본 모델은 가스안전기기 개발을 위한 가스폭발 위험성 분석과 가정집에서 폭발사고 원인조사에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.