A Study on the LPG Explosion Characteristics of Non-uniform Concentration

LPG explosion characteristics in non-uniform concentration was investigated with a 270 liter explosion vessel of which the scale is 100 cm${\times}$60 cm${\times}$45 cm. Vented explosion and closed explosion system were used. Experimental parameter were position of ignition source, nozzle diameter and flow rate of gas. Non uniform concentration was controlled by the nozzle diameter and flow rate. Explosion pressure were measured with strain type pressure sensor and the flame behavior was pictured with the video camera. Based on this experimental result, it was found that the flow rate of gas and the duration of gas injection are important factor for mixing the gas in the vessel. And as the increase the non-uniformity of gas concentration, explosion pressure and pressure rise rate Is decrease but the flame resident time in the vessel is increase. Therefore gas explosion to fire transition possibility will increase in non-uniform concentration gas explosion.

불균일 농도 LPG의 폭발 특성에 관한 연구

가로, 세로, 높이가 각각 100cm, 60cm, 45cm로 내용적이 $270\ell$인 폭발 용기를 이용하여 불균일 농도 상태의 LPG-공기 혼합가스의 폭발특성을 측정하였다. 폭발은 vented-explosion과 closed explosion의 조건에서 실시하였다. 실험의 변수로는 점화원의 위치, 노즐직경 및 유속으로, 시료가스를 주입하는 노즐의 직경과 유속을 변화시키면서 용기 내에서의 불균일 혼합정도를 조절하였다. 폭발압력은 strain형 압력센사를 사용하여 측정하였고 폭발화염의 거동은 비디오카메라로 측정하여 분석하였다. 실험결과 유속과 가스 주입 시간이 용기 내 가스 혼합에 중요한 요소임을 알 수 있었으며, 불균일 정도가 심화될 수록 폭발압력과 압력상승속도가 감소하였으나 용기 내 폭발화염의 체류시간은 크게 증가하였으며 이로 인하여 가스 폭발 후 화재로의 전이 위험성이 증가함을 알 수 있었다.