Journal of Energy Engineering (에너지공학)

The Korean Society for Energy (한국에너지학회)
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A study of a combined release model using perturbation solutions

섭동해를 이용한 혼합 누출에 관한 연구

  • Kim, Myungbae (Department of Energy Plant Safety, Korea Institute of Machinery & Materials / Plant System and Machinery, Korea University of Science and Technology)
  • 김명배 (한국기계연구원 에너지플랜트안전연구실, 과학기술연합대학원대학교 플랜트기계전공)
  • Received : 2014.07.29
  • Accepted : 2014.12.05
  • Published : 2014.12.31
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Abstract

Leak of liquid has been categorized conventionally into instantaneous release and continuous release. In this study, the spread of cryogenic liquid due to limited period of release is investigated for the first time to establish a new classification method with recognizing the irrationality of the conventional one. Such physical phenomena are governed by simultaneous equations concerning volume, radius and height of pool of the cryogenic liquid, and major parameters are evaporation rate per unit area, time of release, and spill quantity. The simultaneous governing equations is decoupled to get efficiently perturbation solutions. As the results, for the same spill quantity, in view of release model, combined release model that consists of continuous and consecutive instantaneous model is necessary with small time of release, while continuous model is solely required with large time of release. Also, the combined model is necessary for small spill quantity with the same time of release. These two regimes of release are clearly distinguished using the perturbation solution to provide a clear basis for the new classification of release models.

지금까지 관행적으로 액체의 누출은 순간누출과 연속누출로 분류 되어 왔다. 본 논문에서는 이러한 분류의 문제점을 인식하고 새로운 분류 방법을 찾기 위하여 제한된 시간 동안 누출되는 극저온 액체의 확산에 관한 연구를 수행하였다. 이러한 물리적 현상은 누출된 액체풀의 부피, 반경, 높이에 관한 연립방정식에 의해 지배되며, 주요 변수는 단위면적당 증발률, 누출시간, 누출량의 3 개 이다. 섭동법에 의한 해를 효율적으로 구하기 위하여 독립된 형태의 부피에 관한 2차 미분방정식을 얻었다. 이 새로운 지배 방정식은 기존의 방법에 비하여 매우 간단하게 해를 얻을 수 있게 한다. 섭동해의 결과, 동일한 누출량인 경우에 누출시간이 작으면 연속누출이 순간누출로 이어지는 혼합 형태의 누출이 되나, 누출시간이 크게 되면 연속누출 형태로만 존재하게 된다. 동일한 누출시간의 경우에는 누출량이 작으면 연속누출 형태로만 존재하지만, 누출량이 증가할수록 혼합형태의 누출로 된다. 이러한 2개의 영역을 분할하는 경계를 섭동해를 이용하여 해석적으로 제시함으로서 누출의 새로운 분류에 대한 명확한 근거를 제시 하였다.

Keywords

References

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