This study discribes characteristics of water spray for extinguishment of gasoline fire. Experiments are carried out for the gasoline pool fire nth the atomizing nozzles. Droplet size, spray pressure, amount of water which reaches the flame base and velocity of water spray are measured to find extinguishment conditions. Air entrainment due to the water spray and extinguishing process of gasoline fire by water spray are visualized. Boundary conditions of water spray for extinguishment of gasoline pool fire is quantitatively shown. As the result of experiments, it is found that the velocity of entrainment air and sprayed water are almost same and the water droplets size having small diameter under 40$\mu\textrm{m}$ can not extinguish the fire because too small droplets does not reach the fuel surface.
본 연구에서는 가솔린 풀화재 시 호흡량과 호흡주기 변화에 따라서 인체에 흡입되는 연소가스 농도에 관한 기초 연구를 수행하였다. 이를 위해서 ISO 9705 룸코너 시험기의 1/4 크기인 구획공간을 제작하였으며, 호흡유량 (2, 6, 10) LPM 에 대해서 연소가스를 지속적으로 흡입하는 경우(Infinity)와 호흡주기가 2 s와 5 s인 각각의 경우 일산화탄소와 산소 농도를 측정하였다. 그 결과 구획 공간에서 가솔린 풀화재의 이론 발열량이 5.34 kW인 연소조건에서 산소와 이산화탄소의 경우 모두 호흡주기에 비해서 호흡량이 증가함에 따른 농도 편차가 더욱 높은 것을 확인하였다. 또한, 호흡 주기가 증가함에 따라서 산소 농도의 경우 최소값의 변화가 평균값에 비해서 더욱 크게 나타난 반면 일산화탄소 농도의 경우 평균값의 변화가 최대값에 비해서 더욱 크게 나타났다. 이러한 결과는 화재 시 피난자의 호흡 특성에 따라서 실제 흡입되는 유해가스의 농도를 고려하여야 보다 정확한 피난 특성을 예측할 수 있는 것으로 사료된다.
본 고에서는 상온일 때 액체상태가 됨에 따라 포화증기압이 1bar 이하가 되는 물질의 보관에 대해 알아보고자 한다. 대체적으로 증류된 석유제품들(가솔린, 나프타, 케로신, 디젤이 그러하다. Zalosh의 '산업화재 예방공학(Indusrtial Fire Protection Engineering)' 과 Crowl의 '폭발의 이해(Understanding Explosions)' 를 통해 많이 다루어져왔던 내용이다.
가솔린은 가정 및 차량, 선박, 산업용 에너지원으로 산업 전반에 널리 사용되고 있는 물질로서, 화재 및 폭발의 위험성이 매우 크다. 가솔린의 폭발위험성을 고찰하기 위하여 옥탄가에 따라 구분되는 PG, MG 및 RG를 시료로 하여 산소농도의 변화에 따른 폭발한계를 측정하였으며, 산소농도 21%인 공기 중의 폭발한계는 각각 1.5~10.9%, 1.4~8.1%, 1.3~7.6%를 구하였고, MOC를 측정한 결과 실험시료 모두 10.9%를 나타내었다. 본 연구를 통하여 실험에 의한 폭발한계의 측정값이 현재 통용되는 가솔린의 MSDS에 제시된 1.2%~7.6% 보다 넓은 폭발한계를 나타내고 있으므로 실험에 의한 측정치가 가솔린을 사용하는 공정에 있어서 화재 및 폭발을 방지하기 위한 중요한 기초자료가 될 것으로 사료된다.
매년 감소하고 있는 금연 인구추세에도 불구하고 담뱃불은 전체 화재원인의 10% 이상을 차지하고 있다. 본 연구의 목적은 담뱃불에 의한 발화특성을 실험을 통하여 분석하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 2006년 인천에서 담뱃불로 인해 발생된 것으로 추정되는 화재사건에 대한 사례를 분석하였으며, 대표적인 착화물의 사례로서 골판지, 가솔린, 래커 시너, 방수천, PVC 연질시트 및 폴리에틸렌에 대해 발화 실험을 실시였다. 실험결과 골판지의 경우 담뱃불로 인하여 발화되었으나 가솔린, 래커 시너, 방수천, PVC 연질시트 및 폴리에틸렌의 경우 담뱃불로 인해 발화되지 못 하였다. 대부분의 화재원인 조사자들이 가솔린이나 천막재가 담뱃불로 인해 발화되었을 거라고 주장해 온 것에 반해 본 연구에서는 이러한 주장이 타당성이 없을 수 있다는 것을 실험적으로 입증하였다.
구획화재에서 스프링클러 작동순간의 연층온도와 연층높이를 구하는 모델링 방법을 기술하였다. 스프링클러 작동모델에서의 시정수는 실험으로부터 얻어진 RTI(Response time index)와 스프링클러 주위의 유속을 평가할 수 있는 실험식으로부터 구하였고, 시간에 따른 연층온도 변화는 기존의 2층 zone model을 이용하였다. 모델에 의한 계산결과를 검증하기 위하여 가솔린 pool 화재를 이용한 실험을 수행하여 계산결과와 실험결과를 비교하였다. 본 연구의 결과인 스프링클러 작동순간의 연층온도와 높이는 스프링클러 분무와 화재 Plume의 상호작용을 해석하기 위한 필요한 입력자료로 사용할 수 있다.
복도는 사무실용 건물, 호텔 등 공중이용 건물에서 중요한 피난경로의 일부이다. 화재로 복도에 연기가 확산되면 그 온도, 연층의 높이, 유해물질의 농도 등에 따라 피난에 심각한 장애를 가져올 수 있다. 본 연구는 이러한 복도에서의 연기의 확산 및 유동에 관하여 연구하기 위하여 길이 40m의 복도에서 pool fire로부터의 연기 유동에 관한 실제크기의 실험과 수치해석을 수행하였다. 화재실과 그에 접해있는 긴 복도가 있는 실험장치에 직경 15, 20, 30cm의 가솔린 pool을 화재실 중앙에서 점화 시켰다. 연기의 온도 및 이동을 측정하기 위해 전장 중앙선을 따라 열전대를 설치하였고 연층의 두께를 측정하기 위하여 수직방향으로 세곳에 열전대가 부착된 수직봉을 설치하였다. 아르곤 레이저 sheet 과 비디오 카메라를 이용해 연기의 유동을 가시화 하였다.
실제 터널화재에서의 위험성을 평가하기 위하여, 국내에서 최초로 실물터널 화재실험이 수행되었다. 길이 465m의 터널에서 0.25MW에서 2.5MW까지의 가솔린 풀과 1500cc승용차를 화원으로 사용하였으며, 터널내의 유속을 조정하기 위하여 6대의 제트팬을 설치하였다. 터널내의 온도분포와 연기거동을 살펴보기 위하여 총 86곳의 온도를 측정하였다. 다양한 조건에서의 풀화재와 자동차 화재의 성상을 비교하였으며, 실험 결과 각종 화재 조건에서의 연기의 역류, 하강, 터널 내 온도분포 등과 같은 실제 터널 화재상황에서 피해에 영향을 미치는 각종 인자들을 파악하였다.
본 연구에서는 가연성 물질을 고려한 워터커튼 시스템(Water Curtain System)의 열 및 연기유동 제어 특성을 실험적으로 분석하였다. 이를 위해서 Room Corner Tester(RCT)를 사용하여 연료의 종류가 소나무(PineWood)와 가솔린(Gasoline)인 경우 각각의 발열량(Heat Release Rate)을 구하였으며, 워터커튼용 화재실험 장치를 제작하여 화원근방에서 5m 떨어진 지점의 천장 부근에 분사각도 $180^{\circ}$, 오리피스 직경 8.2 mm의 노즐(Nozzle)을 설치한 후 목재와 가솔린 각각에 대해서 화재실험을 실시하여 워터커튼 전후의 온도분포와 가시도를 측정하였다. 그결과 워터커튼 시스템의열및연기유동 제어는 가연성 물질의 연소특성에 따른 고온의 연기발생량과 분사 노즐에 의한 유동현상이 중요한 상관관계를 갖고 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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