• 제목/요약/키워드: 복사 열원

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대류와 복사 열원에 대한 특수방화복의 열보호 성능시험 비교 (Comparison of Thermal Protective Performance Test of Firefighter's Protective Clothing against Convection and radiation heat sources)

  • 김해형;유승준;박평규;김영수;홍승태
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제31권2호
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    • pp.17-23
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    • 2017
  • 소방용 특수방화복의 열보호 성능 평가를 위해 대류와 복사 열원을 이용한 시험방법을 비교하였다. 특히 특수방화복을 구성하는 겉감, 중간층, 안감이 각각 열보호 성능에 미치는 영향을 대류와 복사 열원에 대해 비교하였다. 대류 열원에 대한 열보호 성능시험은 KS K ISO 9151, 복사 열원에 대한 시험은 KS K ISO 6942 그리고 대류와 복사열원을 함께 사용하는 시험은 KS K ISO 17492의 방법에 따라 수행하였다. 같은 입사 열유속 조건($80kW/m^2$)에서 시험했을 때 대류 열원에 비해 복사 열원에 대한 열전달지수($t_{12}$, $t_{24}$) 값이 보다 크게 나왔다. 이는 대류에 비해 복사에 의한 영향이 느리게 나타났음을 의미한다. 대류 열원에 대해서는 안감이 열보호 성능에 가장 크게 영향을 미쳤고 이어서 중간층, 겉감 순서였다. 그러나 복사 열원에 대해서는 안감, 겉감, 중간층 순서로 열보호 성능에 미치는 영향이 컸다. 대류와 복사는 열전달 메카니즘이 근본적으로 다르며, 열원이 달라지면 재질 구성에 따라 열보호 성능 결과가 다르게 나올 수 있다. 따라서 특수방화복의 열보호 성능을 평가하기 위해서는 대류 열원 뿐만 아니라 복사 열원에 대한 시험도 중요함을 확인하였다.

일정한 복사열원에 노출된 목재의 탄화속도에 관한 연구 (A Study on Charring Rate of Wood Exposed to a Constant Incident Radiation Heat Flux)

  • 박형주;김홍
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.86-92
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    • 2004
  • 일정한 외부 복사열원(10, 15, 20, 25, and 35 ㎾/㎡)에 노출된 목재의 탄화속도를 측정하기 위해 목재의 종류별로 5개의 시료를 사용하였으며, 목재에 복사열원을 노출시키기 위해 Cone heater를 사용하였다. 시료의 크기는 100㎜×100㎜×50㎜로 Redwood, White oak, Douglas fir, Maple의 4종류의 목재를 사용하였다. 연구결과, 일정한 외부 복사열원에 노출된 목재의 탄화는 시간의 선형함수로 간주 될 수 있다. 일정한 외부 복사열원에 따른 목재의 종류별 탄화속도를 계산할 결과 Redwood가 가장 빠르게 나타나고. Douglas fir가 가장 느리게 나타났으며. 복사열원이 35㎾/㎡일 때 탄화속도는 10㎾/㎡일 때 보다 약 2배정도 빠르게 진행됨을 알 수 있었다. 식 (2)의 α 값은 외부복사열이 10, 15, 20, 25, 35㎾/㎡일 때 각각 1.02, 1.16, 1.23, 1.32, 1.44임을 평가할 수 있었다.

난연처리된 Douglas Fir의 탄화특성에 관한 연구 (A Study on Char Characteristics of Fire Retardant Treated Douglas Fir)

  • 박형주;오규형;김응식;김홍
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.105-110
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    • 2005
  • 외부 복사열원(10, 15, 20, 25 및 $35kW/m^2$)에 노출된 난연처리된 목재의 탄화특성을 측정하기 위해 Douglas fir를 사용하였으며, 목재에 복사열원을 노출시키기 위해 Cone heater를 사용하였다. 시료의 크기는 $100mm\times100mm\times50m$로 Monoammonium phosphate, Sodium borate, Zinc borate를 이용하여 배합된 수용성 난연제에 의해 함침 처리된 목재(F2와 F4)와 비처리된 목재(N)를 사용하였다. 연구결과, 난연처리된 Douglas fir의 경우 비처리된 목재에 비해 탄화율이 외부 복사열원의 증가와 관계없이 현저히 낮음을 알 수 있었으며, 난연제의 함량 증가에 따라 탄화율이 낮게 나타났다. 비처리된 목재에 있어 연소속도가 상대적으로 큼을 알 수 있으며, 낮은 외부 복사열원에서 보다 높은 복사열원에서 그 차이가 많이 남을 알 수 있다. 또한, 외부 복사열원이 $35kW/m^2$일 때 평균 탄화속도는 비처리된 목재가 난연처리된 목재에 비해 약 2배정도 빠름을 알 수 있었다 탄화율, 연소속도 및 탄화깊이와 속도의 측정결과 본 연구에서 배합된 난연성 수용액은 탄화층에 의한 단열 효과 및 불꽃 억제 효과가 있음을 알 수 있었다.

고정확도의 인공위성 궤도 열하중 계산 기법 (High Fidelity Calculation of Thermal Load in a Satellite Orbit)

  • 김민기
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권10호
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    • pp.898-906
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    • 2017
  • 본 논문은 우주선의 우주궤도 상에서 받는 외부 열원을 효과적이고 정확하게 계산할 수 있는 방법에 대해 논한다. 우주 외부 열원은 크게 태양직사광, 지구반사광, 지구복사열 세가지로 구분할 수 있다. 본 논문은 지구반사광과 지구복사열이 확산반사 및 방사를 따른다고 가정하고 지구표면을 다수의 구역들로 분할하여 이들과 인공위성 표면과의 반사/복사열을 계산하여 합산하였다. 본 연구에는 이들의 엄밀 적분식을 적용하여 수렴성을 극대화하였으며 많은 경우 정확한 결과를 가져올 수 있음을 알 수 있다. 그리고 외부 열원과 위성 표면 사이의 광선 차폐를 판단하기 위해 KD Tree Ray Tracing을 적용한 인공위성 궤도 열하중 계산 알고리즘을 개발하였다.

붕사, 붕산 및 인산암모늄을 가압 함침한 편백 루버의 연소특성 (Combustion Characteristics of Hinoki Cypress Louver after Pressure Impregnation with Boric Acid, Borax and Ammonium Phosphate)

  • 박형주
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제29권6호
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    • pp.1-5
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    • 2015
  • 본 논문은 편백 루버에 붕산, 붕사 및 인산암모늄 수용액을 가압함침 후 외부 복사열원(25, 30 및 $50kW/m^2$)에 따른 점화시간, 임계 열유속 및 질량감소속도 등의 연소특성을 측정하였다. 실험에 사용된 시료의 크기는 $100{\times}100{\times}10mm$이며, 각 외부 복사열원에서 5분간 변화를 3회 반복 측정하였다. 연구결과, $25kW/m^2$의 외부 복사열원에 있어서 착화시간은 Type C-H를 제외하고는 17.4~21.3%의 지연효과를 나타낸 반면 35 및 $50kW/m^2$에서는 큰 차이가 없음을 알 수 있었으며, 평균질량감소속도는 Type A-H와 Type D-H에서 Type N-H보다 낮게 측정되었다. 또한, 외부 복사열원에 따른 착화시간으로부터 임계 열유속은 $14.79{\sim}17.17kW/m^2$$10.7kW/m^2$인 Type N-H보다 38.22~60.46% 높게 예측됨에 따라 초기 화재시 화재확대에 대한 지연효과가 있을 것으로 예상된다.

텅스텐 램프를 이용한 실리콘 재결정시의 SOI 다층구조에 대한 열적모델 (A Thermal Model for Silicon-on-Insulator Multilayer Structure in Silicon Recrystallization Using Tungsten Lamp)

  • 경종민
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.90-99
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    • 1984
  • 양면에서 텅스텐 램프를 조사하는 실리콘 재결정시의 SOI(silicon-on-insulator) 다층구조에 대한 1차원적 온도 및 열원(열원)의 분포를 SOR(successive over-relaxation)방법을 이용하여 정상상태의 열방정식의 해로부터 구하였다. 열원의 분포는 광원의 스펙트럼, SOI sample 내부 계면에서의 다중반사, 광흡수 계수의 온도, 주파수 의존성 등을 고려하여 구하였으며, 열 방정식의 경계조건이 되는 wafer의 전면과 후면의 온도는 혹체복사 조건으로부터 구하였다. 내부계면에서는 전도열속(conduction heat flux)과 복사열속(radiation heat flux)에 의한 연속조건을 만족하도록 하였다. 본 문제에서의 온도분포와 열원의 분포는 상호간에 큰 영향을 주게 되므로, 두가지 변수가 일치되는 값을 보일 때까지 iteration을 계속하였다. Pyrometer을 이용하여 측정한 wafer 전면의 온도는 약1200°K이었고 이때의 simulation 결과는 1120°K 정도로 나타났다.

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물유리와 이산화탄소로 가압함침한 가문비 나무의 연소특성 (Combustion Characteristics of Spruce Wood by Pressure Impregnation with Waterglass and Carbon Dioxide)

  • 박형주;이세명
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.18-23
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    • 2012
  • 이산화탄소 주조법에서 사용되고 있는 방법을 응용하여 목질내에 규산겔과 탄산소다, 이산화규소가 석출된 목재를 제조한 후 외부 복사열원(20, 25, 35 및 50 $kW/m^2$)에 따른 점화시간, 점화온도, 질량감소속도, 임계열유속을 측정하였다. 연구결과, 물유리와 이산화탄소를 이용한 가압함침 처리된 목재는 Pre-Flashover 단계에서의 복사열원(20 $kW/m^2$ 이하)에서 난연성능이 있음을 확인할 수 있었다. 향후 지속적인 연구를 통해 우수한 배합비율을 찾는다면 난연목재로서의 활용가능성이 있다고 판단된다.

우주비행체 단일추진제 추력기의 복사 열차폐막 개발 (Development of Radiation Heat Shield of Monopropellant Thruster for Spacecraft)

  • 이균호;유명종;최준민;김수겸
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권10호
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    • pp.92-98
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    • 2006
  • 2006년에 발사된 다목적실용위성은 자세제어 등에 필요한 추력과 모멘트를 발생하기 위해 NASA의 1lbf급 단일추진제 표준 추력기인 MRE-1을 사용하고 있다. 단일추진제 추력기는 추진제와 촉매와의 열분해 반응에 의해 추력을 발생시키는데 이때 발생되는 분해열은 상대적으로 온도가 낮은 주변 구조물 및 전자부품으로 과도한 복사열전달을 발생시키는 열원이 된다. 따라서 추력기와 타 부품 사이에 과도한 복사 열전달을 방지하기 위해서는 복사 열차폐막이 필요하다. 본 논문에서는 열차폐막의 설계/해석 및 제작 등 전반적인 개발 과정에 대해 설명하였다.