초록
본 연구에서는 2유체노즐을 이용하여 에탄올 풀화재(Ethanol pool fire) 소화 실험을 수행하였다. 화원 면적이 5.027 × 10-3 ㎡와 1.131 × 10-2 ㎡(연료팬 직경은 각각 80 mm와 120 mm)를 대상으로 하였고, 화재 소화 실험 시 2유체노즐로의 공급 유량의 경우 물은 156-483 g/min, 공기는 20-70 L/min 조건이었다. 화원 면적이 증가하면 열방출률도 증가하였고, 화원 면적이 5.027 × 10-3 ㎡와 1.131 × 10-2 ㎡일 때의 열방출률은 각각 1.01 kW와 5.51 kW로 측정되었다. 본 실험 영역에서 2가지 화원 면적 조건 모두, 물 공급 유량 조건과는 상관없이 공기 공급 유량이 40 L/min 이상의 조건에서 소화가 가능하였다. 소화 소요 시간 및 물 소모량의 경우 모든 물 공급 유량 조건에서 공기 공급 유량이 증가함에 따라 감소하는 경향이 관찰되었고, 공기 공급 유량이 비교적 많은 영역(예를 들면, 약 50 L/min 이상)에서 소화 소요 시간은 약 23 s, 물 소모량은 약 185 g 이내로 나타났다. 본 연구 결과와 단일유체노즐을 이용한 기존 연구 간 단위 열방출률 당 물 소모량 비교를 통하여, 2유체노즐이 단일유체노즐에 비해 더 적은 물 소모량으로 소화가 가능할 수 있음을 확인하였다.
In this study, ethanol pool fire extinguishing experiments were conducted using a twin-fluid nozzle. Ethanol pool fires, 5.027×10-3 ㎡ and 1.131×10-2 ㎡ in size (80 mm and 120 mm in fuel pan diameter, respectively), were tested, and the flow rates supplied to the twin-fluid nozzle for fire extinguishing were 156-483 g/min and 20-70 L/min for water and air, respectively. The heat release rate increased with increasing fire source area, and heat release rates of 5.027×10-3 ㎡ and 1.131×10-2 ㎡ in size were measured to be 1.01 kW and 5.51 kW, respectively. For both fire source cases in the present experimental range, regardless of the water flow rates, the ethanol fires were extinguished successfully under the high air flow rate condition (e.g., above 40 L/min). On the other hand, under all water flow rate conditions, the fire extinguishing time and water consumption decreased with increasing air flow rate, which were approximately 23 s and 185 g under high air flow rate conditions (e.g., above 50 L/min), respectively. Based on the water consumption per heat release rate, the present experimental data were compared with the previous ones using a single-fluid nozzle, and it was found that the twin-fluid nozzle could extinguish a fire with a lower water consumption than a single-fluid one.
