본 논문은 건축물 내장재로 사용되는 폴리우레탄폼 및 스티로폼의 연소특성에 관하여 연구하였다. 연소특성 평가를 위하여 폴리우레탄폼 및 스티로폼을 대상으로 연소실험을 수행하였으며, 건축용 내장재 사용의 적합성 평가를 위하여 콘칼로리미터법을 이용한 열방출률 및 연기밀도를 측정 분석하였다. 연소특성 실험 결과, 일반 재질의 폴리우레탄폼은 착화와 동시에 급속히 연소되는 특성을 나타내었으며, 난연 처리된 폴리우레탄폼은 착화와 동시에 자체적으로 소화되는 특성을 나타내었다. 스티로폼은 착화 이후 서서히 연소 확대되며, 이후에는 가장 격렬히 연소되는 특성을 나타내었다. 방출률 및 연기밀도는 한국산업규격 KS F ISO 5660-1 및 국제해사기구의 FTP Code를 만족하지 못하는 것으로 평가되었으며, 이러한 결과로 볼 때, 폴리우레탄폼 및 스티로폼은 건축용 내장재로 사용하기 부적합한 것으로 판단된다.
본 연구에서는 분진의 착화 특성 및 정전기 위험성 평가법을 실험적으로 조사하였다. 착화에너지 시험은 PE(HD), PE(LD), PMMA 분진에 대해 MIKE-3장치를 사용하여 실시하였다. PE (HD)의 경우 약 8 ms의 일정 시간 경과 후에 분진운의 착화 화염이 형성되고, 착화원 중심부에서는 화염 핵이 관찰되지 않았다. 분진의 분산 횟수가 증가함에 따라 정전압이 증가하고 분진 농도에 따른 정전압 발생 증가율은 PMMA, PE(LD), PE (HD) 순으로 가장 높았다. PE(HD) 분진의 분산 조건이 정전압에 미치는 영향을 조사하였으며, 분산 횟수가 많아질수록 정전압이 증가하였고 동일한 분산 횟수에서는 분진 농도가 높아질수록 정전압이 증가하였다. 정전기 착화에 의한 화재폭발사고 예방을 위한 안전 정전압은 PE(HD), PE(LD)-1, PE(LD)-2, PMMA에 있어서 각각 2.58, 44.72, 25.82, 8.16 kV로 추정되었다. 정전압 측정자료를 사용하여 정전기 착화 위험성을 효율적으로 조사하여 최소착화에너지를 추정하는 방법을 제안하였다.
본 연구는 정수기 화재의 원인 판정을 위한 지식기반을 구축하기 위해서 인위적 착화가 발생했을 때의 연소 확산 패턴을 해석하였다. 실험이 재현되는 동안 외부에서 인위적인 에너지의 공급은 없었으며, 정수기는 정상 작동 상태를 유지시켰다. 인위적 화염으로 착화되어 50[sec] 경과하였을 때까지 불꽃은 외부에서 관측되지 않았다. 그러나 120[sec] 정도 경과되었을 때 일순간 화염은 확산되기 시작하였으며, 부분적인 소락이 발생되는 것이 관측된다. 화염이 180[sec] 동안 진행되었을 때 강제로 진압된 후 연소패턴 분석에서 최초의 착화점을 기준으로 정확한 브이패턴(V-pattern)이 형성되었으며, 외부에서 화염이 공격되었을 때와 확연한 차이가 있음을 알 수 있다. 또한 정수기 후면에 설치된 방열판의 열화 특성 분석에서 화열의 공격방향 판정이 가능한 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 PMD 내부 유동 해석을 위한 3차원 착화기 모델링 및 전산 해석을 수행하였다. Lumped parameter method를 이용하여 착화기 모델링을 진행하였고, 이를 상용 프로그램과 연동하여 전산 해석을 수행하였다. 전산 해석의 결과는 CBT 및 PMD 실험 결과값과 비교하였다.
본 논문은 부산 실내사격장 화재와 관련하여 불과 수 초 이내에 급격하게 연소 확대된 원인에 대하여 연구하였다. 급속한 연소 확대 원인 분석을 위하여 실내사격장에 광범위하게 사용되는 스펀지형 흡음재의 연소실험을 수행하였다. 흡음재 연소 실험결과, 일반형의 경우, 착화와 동시에 급속히 연소되는 특징을 나타내었다. 난연 처리된 흡음재는 착화와 동시에 자체 소화되는 특성을 나타내었으나, 화약잔사를 난연 흡음재에 부착시키는 경우, 착화와 동시에 급격히 연소되는 결과를 나타내었다. 발화원인에 대한 분석을 위하여 총기사용 과정에서 발생되는 유탄의 비산거리 및 크기를 실측하였으며, 화약잔사에 대한 충격 강도 실험 결과를 바탕으로 최소 착화 에너지를 계산하였다. 유탄의 충격 후, 탄속 감소 및 유탄의 크기에 따른 운동에너지 계산을 통하여 유탄이 화약잔사에 충격하는 경우, 충분한 발화 가능성이 있음을 확인하였다.
본 연구의 목적은 디젤연소장의 분위기조건에 따라 다성분 혼합연료의 질량분률이 분무착화 및 연소특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하는데 있다. 착화 및 연소특성은 화학발광계측법 및 직접촬영법을 이용하여 분석되었다. 실험은 광계측기를 사용하여 RCEM에서 이루어졌으며, 이소옥탄, 노말 도데칸, 노말 헥사데칸으로 혼합한 다성분연료는 커먼레일 인젝터의 전자제어에 의해 RCEM의 연소실 내로 분사된다. 실험조건은 분사압력 42, 72, 112 MPa과 분위기온도 700, 800, 900 K로 하였다. 그 결과로서 착화지연은 고세탄가성분에 의존하고, 분위기온도가 낮을 경우 저비점성분 혼합비율의 증가에 따라 휘도영역이 현저하게 낮아지며, 열발생률이 증가하면서 확산연소기간을 단축시킨다.
본 연구에서는 현재 사용되고 있는 건축물 내의 화장실 칸막이 재료를 대상으로 ISO 5660-1 콘칼로리미터(Cone calorimeter) 실험을 실시하여 대상 실험 재료들의 연소 특성을 비교 평가 하였다. 모두 5종류의 실험체를 사용하였으며, 화재 발생시 연소 중요 평가항목인 착화시간(Time to ignition), 총 방출열량(Total heat release), 최고 열방출율(Peak heat release rate), 평균 열방출율(Mean heat release rate)을 중점적으로 평가하였다. 실험결과, 착화시간은 일반 합판패널에서 빠르게 일어났으며, 총 방출열량, 최고 열방출율, 평균 열방출율은 고밀도 압축패널에서 높게 나타난 것으로 분석되었다.
부유중인 분진의 화재 및 용기 또는 파이프의 미세한 균열에서 비산되는 가연성 액체의 분무화재의 위험성은 착화후의 고속 확산과 높은 열방출율로 인하여 매우 높은 것으로 알려졌다. 이에 대한 연구는 주로 실험적으로나 또는 거시적인 관점의 해석으로 제한되어 왔다. 본 연구는 미시적인 관점의 해석으로서 분진 및 분무를 가연성 미세 액적으로 가정하여 그의 증발과 착화에 대하여 연구하였다. 첫 단계로서 일열의 액적 배열을 계산영역으로 하여, 비정상 이차원 보존방정식들을 적용하였다. 수치해석은 일반화된 비직교 좌표계를 사용하였고, 화학반응은 Arrhenius의 법칙에 의하여 반응속도가 제어되는 일단계 반응을 고려하였다. 계산결과는 액적 주위의 온도와 반응물질의 농도분포를 시간에 따라 보여준다. 주위의 산소가 증발하는 액적의 연료와 섞이기 시작하고 착화 조건에 다다르면, 급격한 발열반응이 예혼합된 가스로부터 일어나기 시작한다. 최대온도 영역은 점차적으로 액적 표면으로 이동하며 최대온도는 착화이후 급격히 상승한다. 연료와 산소의 농도는 최대온도 영역 근처에서 최소값을 보인다. 따라서 착화순간에는 예혼합연소의 양상을 띠는 것으로 나타났다. 이후에는 예혼합 가스의 소멸로 확산연소의 양상을 띠게 된다. 액적간의 거리는 중요한 요소로서 멀리 떨어져 있는 경우부터 액적간의 거리가 가까워지면 착화지연 시간이 줄여들어 착화가 빨리 일어나는 것으로 관찰되었다. 또한 착화 후에는 최대온도 영역이 일열의 중심선으로부터 멀어지는 것으로 나타났는데 이것은 중심부근의 산소가 먼저 소모되고 외부로부터의 산소공급도 화염에 의해 차단되어 나타나는 현상이다. 이번 연구로 미세적인 착화현상에 대한 이해를 높이게 되었고 추후 복잡한 배열에 대한 연구도 가능할 것이다.
본 연구에서는 Setchkin 착화성시험장치와 산소소비원리를 이용한 콘칼로리미터를 사용하여 난연처리되지 않은 경질우레탄폼의 착화특성 및 열방출특성 및 플래쉬오버 가능성에 대하여 연구하였다. 연구결과 경질폴리우레탄폼의 유도발화온도(FIT)는 $383^{\circ}C$∼$390^{\circ}C$, 자연발화온도(SIT)는 $493^{\circ}C$∼$495^{\circ}C$로 나타났으며 자연발화온도가 유도발화온도에 비해 약 $100^{\circ}C$ 높게 나타났다. 콘칼로리미터실험에서는 착화시간은 heat flux의 크기가 증가할수록 빨라졌으며 동일한 heat flux 크기에서는 밀도가 작을수록 착화시간은 짧게 나타났다. 열방출율은 $50 ㎾\m^2$에서 가장 크게 나타났으며, 최대열방출율의 경우 heat flux의 크기와 밀도가 커질수록 증가하는 경향을 보였다. 착화시간과 열방출율의 관점에서 경질폴리우레탄폼의 화재성능은 가해진 heat flux의 크기와 밀도에 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, Petrella의 제안방법에 의해 플래쉬오버 가능성을 분류한 결과 플래쉬오버 가능성이 큰 것으로 분류되었다.
The purpose of the present study is to find design factors that have an effect on man's foot, and to develop an optimal last for man's functional shoe design based on these factors. Analyzing 4000 men's foot data, three men were selected for fitting test with the last and shoes manufactured in the present work. Based on the results of the fitting test, the modifications of last for the optimal design have been made using CAD/CAM technologies.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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