A Study of the Characteristics of Flow and the Distribution of $CO_2$ Agent Concentration According to the Number of $CO_2$ Agent Nozzle

$CO_2$소화제 노즐수에 따른 유동특성 및 소화제농도분포에 대한 연구

  • 박찬수 (목포해양대학교 기관공학부)
  • Published : 2005.06.01

Abstract

We have conducted a numerical simulation under three-dimensional unsteady conditions in order to analyze the characteristics of flow and the distribution of $CO_2$ agent concentration according to the number of $CO_2$ agent nozzle. The engine room of a ship was selected as a protection space, and flow fields and $CO_2$ concentration fields were measured. In case of increasing the number of $CO_2$ nozzle from 2 nozzles to 4 nozzles, the distribution of CO2 concentration showed low, and in case of increasing the number of $CO_2$ nozzle to above 6 nozzles, the recirculating flow affected to all region was generated. In case of increasing the number of $CO_2$ agent nozzle to above 4 nozzles, the iso-concentration line below 0.36 expanded or contracted slightly. Therefor, the proper number and the arrangement of $CO_2$ agent nozzle are considered when $CO_2$ fire fighting system is designed.

가스계소화설비인 $CO_2$소화장치의 구성 중 $CO_2$노즐수에 따른 유동특성 및 $CO_2$소화제 농도분포를 분석하기 위하여 $CO_2$ 노즐수를 변화시키면서 전산모사실험을 3차원 비정상상태로 수행하였다. 실제 선박의 기관실을 방호공간으로 선정하여 유동장과 $CO_2$소화제 농도장을 계산하였다. $CO_2$소화제 노즐수를 2개에서 4개로 증가시킬 경우는 낮은 농도분포를 나타냈고, $CO_2$소화제 노즐수를 6개 이상으로 증가시킬 경우는 전 영역에 영향을 미치는 재순환 유동이 형성되었다. $CO_2$소화제 노즐수를 4개 이상 증가시킬 경우는 0.36이하의 등농도선대가 확장 또는 수축되었다. 따라서 $CO_2$ 소화장치 설계 시 적정한 소화제노즐수와 노즐배열을 고려해야 할 것으로 생각된다.

Keywords

References

  1. 金子俊男, 桶富和夫,'船舶火災の 實態と原因について', 船舶機術研究所 報告, Vol. 17, No.6, pp.361-411
  2. 김재덕, 이윤우, '가스계 혼합소화약체의 불꽃소화농도', 한국화재소방학회, Vol. 15, No.1, pp.34-40 (2001)
  3. Saso, Y. and Saito, N., 'Evaluation of Fire Suppression Efficiency of Fire Extinguishing Agents Using Counterflow Diffusion Flame', Report of Fire Research Institute of Japan, No. 77, pp.11-19
  4. 김윤중, 윤명오, '용기 일체형 가스소화 방식의 오리피스 방사특성에 관한 연구', 한국화재소방학회, vol. 16, No.2호, pp.2-9(2002)
  5. 이수경, 김종훈, 김영진, '$CO_2$소화설비 방사시 정보 저장장치의 저온손상에 관한 연구', 한국화재소방학회, Vol. 13, No.3, pp.19-26(1999)
  6. 박승민, '가스계 소화설비의 개구부를 통한 소화약제 누출 및 보상문제에 관한 소고', 한국화재소방학회, Vol. 16, No.3, pp.77-83(1999)
  7. J. X. Wen, L. Y. Huang, E. M. Amin, and P. Nolan, 'Modeling Sooting Jet Fires in a Large Scale Offshore Compartment', Twenty Seventh Symposium on Combustion/the Combustion Institute, pp.2881-2886(1998)
  8. S. Ishizuka and H. Tsuji, 'An Experimental Study of Effect of Inert Gases on Extinction of Laminar Diffusion Flames', Proceedings of 18th Symp. on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh, PA, pp.695-703(1981)
  9. 해상안전국제협약(SOLAS) 2-2, 5.2.1 규칙