Experimental Study on the Extinguishing Characteristics of Twin-fluid Nozzle using a Small-scale Hexane Pool Fire

Experiments were performed on 140 ml hexane pool fire extinguishment using a twin-fluid nozzle. For this pool fire, the area of the fire source (round shape of 80 mm in diameter) was $0.005027m^2$ and the measured heat release rate was 2.81 kW. The flow rates of water and gas (air and nitrogen) supplied to the twin-fluid nozzle were 156-483 g/min (~0.156-0.483 l/min) and 30-70 l/min, respectively. In the present experimental ranges, the high gas flow rate conditions led to the successful extinguishing of the pool fire. Under the low gas flow rate conditions in the extinguishment regime, the extinguishment time was long and the estimated water consumption was high. Under high gas flow rate conditions, however, the water flow rate conditions did not appear to have a great impact on the extinguishment time and estimated water consumption. On the other hand, in the present experimental ranges, the types of supply gas did not appear to affect the extinguishable flow rate condition, extinguishment time, and estimated water consumption. Finally, using the present experimental results with previous ones using a single-fluid nozzle, the water consumption of twin-fluid and single-fluid nozzles for extinguishing a 140 ml hexane pool fire were preliminarily compared and discussed.

소규모 헥산 풀화재를 이용한 2유체노즐의 소화 특성에 대한 실험적 연구

본 연구에서는 2유체노즐을 이용하여 140 ml 헥산 풀화재(Pool fire)에 대한 소화 실험을 수행하였다. 해당 풀화재의 화원(직경 80 mm인 원형) 면적은 $0.005027m^2$이고, 열방출률은 2.81 kW로 측정되었다. 물 공급 유량은 156-483 g/min (~0.156-0.483 l/min), 기체(공기와 질소) 공급 유량은 30-70 l/min이었다. 본 실험조건에서 기체 공급 유량이 많은 경우에 성공적으로 소화가 가능하였다. 소화 가능 영역에서 기체 공급 유량이 적은 경우, 물 공급 유량이 많을 때 화재 소화 소요 시간이 길었고, 물 소모량은 많은 것으로 나타났다. 반면, 기체 공급 유량이 많은 경우, 물 공급유량에 따른 화재 소화 소요 시간 및 물 소모량은 상대적으로 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 한편, 본 실험조건에서 공급 기체의 종류는 소화 가능 여부, 소화 소요 시간, 물 소모량에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 측정되었다. 마지막으로 본 실험결과와 단일유체노즐을 이용한 기존 실험결과를 이용하여, 2유체노즐과 단일유체노즐의 140 ml 헥산 풀화재 소화를 위한 물 소모량을 선행적으로 비교 및 검토하였다.