• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.251-257
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• 2012

본 연구에서는 이중원추형 버너가 장착된 고압연소기를 이용하여 입구공기온도, 공기비 그리고 연소실 압력조건에 따른 NOx 배출 특성을 실험적으로 조사하였다. 배기가스 온도와 NOx 배출량은 동일한 연소실 끝단지점에서 측정되었다. NOx 배출량은 공기비가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, 입구공기 온도와 연소실의 압력이 높아질수록 증가하는 경향을 나타내었다. 특히 입구공기 온도의 증가는 희박 영역에서 가연한계를 증가시켜 높은 단열화염 온도를 가짐에도 불고하고 저감된 NOx 배출 수준을 얻을 수 있었다. 연소실 압력이 증가할수록 Thermal NOx의 영향을 받는 영역에서의 NOx 배출은 큰 폭의 상승을 보였으나, 공기비가 1.8이상인 영역에서는 적은 연료량으로 인하여 적은 상승폭을 나타내었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권2호
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• pp.176-183
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• 2014

음향방출법은 차량 내부에 장착된 실린더의 경우 분해없이 동작중에 실시간으로 측정이 가능하므로 다른 비파괴평가 방법보다 많은 장점을 가지고 있다. 이러한 장점을 가지고 음향방출법은 미국 교통부(DOT)로부터 수압시험의 대체로 압력용기의 안정성 평가 방법으로 승인되었다. 본 논문은 압력용기 제조사로부터 UT 결함용기 및 결함이 있는 이음매 없는 압력용기인 Type 1과 Type 2에 대한 정량적인 평가기준에 대한 연구를 수행하였다. Type 1의 경우, ASTM E 1419-02를 기준으로 113L 규격의 준비된 용기로 피로반복시험을 통해 크랙의 성장부터 누설까지 경향을 파악하였다. Type 2의 경우, ASTM E 2191-02를 기준으로 119L 건전한 용기와 수압가압으로 불량용기를 용기에 slow-fill 방법으로 검증하였다. 본 연구에서 음향방출법을 이용한 Type 1과 Type 2의 시험은 불량용기와 건전한 용기를 효과적으로 구분할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.599-606
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• 2019

위험물질에 의한 제조물을 취급하는 설비와 시설은 대부분 고온, 고압으로 공정을 운전을 한다. 이로 인해 화재폭발로 인한 위험성이 증대되고 있다. 특히, 폭발 사고는 석유 화학 가스설비 등 위험물 시설의 가장 주된 위험요인으로 작용하고 있으며, 그 중, 프로필렌은 석유화학 플랜트의 기초 원료 및 첨가 중합반응에 의한 합성물질을 제조하는 현장에서 많이 사용되고 있다. 산소농도의 변화에 대한 폭발범위를 구함으로써 프로필렌을 사용하는 사업장에서 발생 될 수 있는 폭발을 예방하기 위하여 불활성 가스인 $CO_2$를 이용하여 온도와 압력의 변화에 따라 산소농도의 변화에 대한 폭발범위를 구하였다. 온도는 $25^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$로 변화시켜 측정하였으며, 용기 내 압력을 $1.0kgf/cm^2.G$, $1.5kgf/cm^2.G$, $2.0kgf/cm^2.G$, $2.5kgf/cm^2.G$로 $CO_2$를 가압시켜 측정하였다. 폭발한계는 온도, 압력 및 산소농도와 관계가 있으며, 온도와 압력이 높아질수록 최소산소농도는 낮아지고, 산소농도가 낮아질수록 폭발범위는 좁아졌다. 또한, 최소산소농도 이하의 농도에서는 프로필렌의 증기와 점화원이 존재하여도 폭발이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.89-100
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• 2018

지정(특수)폐기물로 처리되어야 할 폭발성 폐기물이 일반폐기물 처리장에 잘못 반입되어 폐기물 처리과정에서 폭발사고로 이어졌을 때 많은 인명과 재산피해가 수반되므로 향후 폐기물 배출업체는 처리에 적합 가능한 처리시설로 폐기물을 처리하여야 한다. 본론에서 언급한 바와 같이 화약류 포장재 폐기물(고체부타디엔)의 착화재연실험에서 모두 발화위험성이 확인되었고, 작은 점화원에도 쉽게 착화되어 급속하고 폭발적으로 연소되는 형태를 나타냄을 알 수 있었다. 특히 폐기물처리장에서의 화약류 포장재에 의한 화재 폭발사고 사례와 같이 화약류 포장재 폐기물이 소각폐기물처리장에 대량으로 반입되어 유기화합물 폐기물과 혼재되어 있을 때는 상호 산화반응과 열분해 등으로 가연성, 산화성 가스가 발생되어 스파크 등 점화원에 의해 착화되며 순간적으로 폭발로 이어지는 개연성이 있음을 확인 할 수 있었다. 본연구가 화재현장에서의 현장 감식에 있어서 작은 참고자료가 되었으면 하는 바람과 과학적인 발화원인 판정으로 소방기관이 화재조사 전문기관으로서 대외적인 공신력을 인정받고 신뢰성 향상에 기여하는 계기가 되기를 기대한다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.233-244
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• 2017

주입액의 점성도와 응력상태에 따른 균열전파 특성을 분석하기 위해 실험실 규모의 수압파쇄시험을 실시하였다. 시험에 사용된 시료는 시멘트 몰탈을 사용하여 제작되었으며, 각 변의 길이가 20 cm인 정육면체 형태이다. 제작된 시료는 최대강도를 갖기 위해 수중에서 약 1달간 양생과정을 거쳤다. 독립적인 가압시스템을 가지고 있는 진삼축압축장치로 시료에 압력을 가하여, 실제의 지반에서 작용하는 원위치응력 상태를 재현하였다. 시추 환경 재현을 위해 시료에 소형 시추공을 천공한 후, 일정한 주입속도로 수압파쇄시험을 실시하였다. 수압파쇄시험 과정에서 시추공에 주입된 유체의 압력을 실시간으로 측정하였으며, 동시에 미소파괴음(AE) 신호를 측정하였다. 수압파쇄시험의 모든 과정이 끝난 후 생성된 균열의 형태를 육안으로 관찰하였다. 일차파쇄압력은 주입액의 점성도 증가에 따라 지수형태를 보이며 증가하였다. 수압파쇄시험으로 인해 생성된 균열의 형태는 최대주응력과 최소주응력의 차이인 편차응력의 크기에 따라 서로 다른 양상을 보였다. 낮은 편차응력의 조건에서는 단일의 균열이 아닌 다중 균열이 생성되거나, 균열 성장과정에서 방향이 휘어지는 경향을 보였고, 이에 반해 높은 편차응력의 조건에서 생성된 균열은 단일 면상의 균열이 발생하였다. AE 분석에서도 편차응력이 클수록 미세균열이 단일 면상으로 집중되어 발생되는 경향을 보였다. 이러한 연구결과는 수압파쇄 방법을 이용한 암반파쇄에서 편차응력이 클 때보다 작을 때 더 복잡한 균열이 발생된다는 것을 보여준다. 따라서 셰일가스를 개발할 때 생산량을 높이기 위해서는 복잡한 균열을 발생시킬 수 있는 편차응력이 작은 조건에서 수압파쇄가 적용되는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권2호
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• pp.112-117
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• 2007

본 연구는 수산 폐기물, 폐어망 등 해양 유기성 폐기물을 유류와 같은 대체 에너지 자원으로 개발하기 위한 기초 연구로 수행되었다. 현재까지 폐플라스틱이나 폐타이어와 같은 석유공업을 기반으로 한 유기성 폐기물을 유류자원화 하여 대체연료로 사용하는 연구가 활발하고 상용화된 사례들은 많다. 그러나 주위에 쉽게 버려지는 음식물 쓰레기, 유기성 폐기물을 이용해 대체자원을 개발하는 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 동물성 유기 폐기물을 사용하여 고온고압 하에서 열분해를 이용해 오일을 얻었고, 오일의 성분과 특성을 조사하여 대체자원으로의 가능성을 평가하였다. $250^{\circ}C$, 40 atm에서 열분해한 바이오오일은 점도가 높아 불순물을 제거에 어려움이 있었고, 발열량이 중유(重油)보다 다소 낮았으며, 연료로 사용하기에는 부적합한 다양한 종류의 가스 생성물을 얻었다. 하지만 기존의 열분해 방법들이 $500^{\circ}C$ 이상의 고온에서 반응시키는 것과 달리 대상물질 자체의 수분을 이용해 증기압으로 가압하기 때문에 $250{\pm}5^{\circ}C$의 낮은 온도에서도 열분해 할 수 있었다. 그러나 바이오오일의 점도가 높아 액상연료로 사용하기에는 미흡하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.257-266
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• 2015

본 연구는 국내에서 계획하고 있는 호남-제주간 초장대 해저터널에서 철도차량의 화재 발생시 구난역 (Rescue Station)에 정차후 대피자의 안전한 대피경로를 확보하고 플랫폼 내부에 연기가 유입되는 것을 방지하기 위해 구난역 플랫폼과 화재열차 사이에 에어커튼 시스템(Air curtain system)을 설치하여, 15MW급 화재연기에 대한 차단성능 및 최적화방안을 도출하기 위해 다양한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 모든 CASE에서 15 MW급 화재강도에 발생되는 연기에서도 효과적인 차연성능을 발휘하였으며, CASE1(화재열차 방향으로 15도 분사)와 CASE5(화재열차 방향으로 15도 분사 + 가압송풍)가 구난역 플랫폼 내부에 CO가스 유입이 가장 적은 것으로 도출하였다. 이러한 결과를 통하여 에어커튼 시스템은 초장대 해저터널 구난역에 화재시 플랫폼에 화재연기가 유입되지 않고 안전한 대피 경로를 확보하여 대피자가 서비스 터널로 안전하게 대피하여 인명피해를 최소화 할 수 있는 방재시설로서 활용되기를 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.85-91
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• 2018

최근 초고층 건축물에서 화재로 인해 많은 인명피해가 발생하고 있다. 특히, 화재 발생시 생성되는 유독성 가스 및 연기로 인해 많은 사망자가 발생하고 있다. 이러한 인명피해를 줄이기 위한 방안으로 제연시스템이 도입되어 있다. 제연시스템은 초고층 건축물에서 연기의 확산을 방지하고 재실자의 안전한 피난을 도와주는 장치이다. 또한, 엘리베이터를 이용한 피난은 초고층 건축물에서 필수적인 피난 방법으로 여겨진다. 하지만, 엘리베이터 구동시 생성되는 강력한 압력장 및 유동변화로 인해 제연시스템의 성능확보에 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 성능설계위주의 샌드위치 가압방식이 적용된 초고층 건축물에서 엘리베이터 구동에 따른 제연성능 확보에 미치는 영향을 실험 및 수치해석 연구로 수행하였다. 실제 초고층 건축물에서 발생되는 창문, 방화문 그리고 엘리베이터의 누설면적은 화재안전기준 및 면적비를 이용하여 산출하였다. 실제 엘리베이터 속도 7 m/s~17 m/s에 해당하는 20 m/s~100 m/s로 동역학적 상사를 통해 엘리베이터 속도를 변경하였다. 그 결과 엘리베이터 속도가 빠르면 빠를수록 부속실과 화재실 간 차압이 크게 발생하였으며 관계식은 ${\Delta}P=40{\cdot}{\exp}$(-Ves /-104.7)-23.735로 산출되었다. 본 연구 결과는 초고층 건축물에서 엘리베이터 구동을 고려한 제연시스템 설계 자료로 활용이 가능하다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.1-9
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• 2018

터널 화재는 밀폐된 공간에서 발생하기 때문에 시야 확보가 매우 어려우며, 빠른 속도로 연기가 차오르기 때문에 대형재난사고로 이어질 수 있다. 본 연구에서는 해저터널 열차 화재 시 구난역을 안전하게 사용하기 위하여 에어커튼 및 가압송풍기를 구난역 플랫폼에 설치하고 실물화재실험을 통하여 에어커튼 시스템의 적용성을 확인하였다. 실제 규모의 구난역에 에어커튼 시스템을 설치하였으며, 화원으로 사용한 액체 햅탄이 전소될 때까지 약 2분 동안 실험을 진행하였다. 에어커튼 시스템이 작동한 경우에는 구난역 플랫폼의 온도와 외부의 온도는 약 $160^{\circ}C$ 차이가 발생하였으며, 에어커튼 시스템이 작동한 경우에 구난역 플랫폼 내부의 일산화탄소는 작동하지 않은 경우의 구난역 플랫폼 내부와 비교하여 약 160 ppm 적게 일산화탄소가 측정되었다. 따라서 본 실물화재 실험을 통하여 해저터널 구난역 에어커튼 시스템이 화재로부터 발생한 열기와 유독가스를 차단할 수 있음을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제2권6호
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• pp.428-435
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• 1992

AISI 4600계 철 분말에 F$e_2$P 분말을 사용하여 인(P)을 0~1.0% 그리고 흑연 분말을 사용하여 탄소를 0~0.8% 첨가하여 회전혼합기를 사용하여 혼합하였다. 흔합분말을 양단압금형에서 800MPa로 가압하여 성형체를 만들었다. 성형체는 진공 또는 수소와 질소 혼합가스 분위기에서 115$0^{\circ}C$에서 30분간 소결하였다. 소결체를 연마하고 2% 질산용액으로 에칭하였다. 소결체 조직을 Image Analyzer와 금속현미경으로 관찰하였다. 밀도는 ASTM B3l2로, 경도는 미세 비커스경도기로 측정하였다. 얻어진 결과는 다음과 같다. (1) F$e_2$P 첨가량이 증가하면, 소결체 조직은 치밀화되고 입자 크기는 더 커졌다. (2) $Fe_2P량과$ 함께 기공의 형상은 둥글고, 그 숫자는 감소하였으나 평균크기는 더 커졌다. (3) 입자의 크기는 F$e_2$P와 흑연분말을 동시에 첨가한 경우가 각각 단독으로 첨가한 경우보다 커졌다. (4) 미세조직에 미치는 소결분위기의 영향은 거의 없었다. (5) 경도는 인과 탄소량이 증가하면 상승하였다.