• 제목/요약/키워드: 파열시험

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수소충전소 방호벽 안전성 검증을 위한 TNT 폭발실증 및 전산유동 해석 (TNT Explosion Demonstration and Computational Fluid Dynamics for Safety Verification of Protection Wall in Hydrogen Refueling Station)

  • 양윤영;조재근;박우일;나현빈
    • 한국가스학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.102-109
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    • 2023
  • 수소사회 실현에 있어 수요자가 수소를 가장 쉽게 만날 수 있는 시설인 수소충전소의 안전 확보가 중요하다. 수소충전소는 고압의 수소를 저장하는 압축가스설비 등으로 구성되어 있으며, 시설 내 수소 누출로 인한 화재폭발 또는 주변 화재의 영향으로 고압의 압축가스설비가 파열될 위험이 있다. 이에, 한국가스안전공사는 설치단계부터 위험요인을 찾아내 설계에 반영하고 법정 검사를 통한 안전 확보에 만전을 다하고 있다. 본 연구에서는 수소충전소에 설치하는 방호벽의 안전성 효과를 확인하기 위해 방호벽을 이용한 TNT 폭발 실증시험을 실시하고, CFD 프로그램인 FLACS-CFD를 이용하여 실증시험 결과와 비교·검증하였다. 실증시험 및 CFD 해석 결과 방호벽 후단에서 폭발 과압의 감소 효과가 위치에 따라 50 %에서 최대 90 %까지 감소하는 것이 확인되나, 일정거리를 벗어나면 그 효과가 떨어지는 것을 확인하였다. 방호벽의 안전성 검증을 위한 실증시험 및 전산해석 결과는 향후 방호벽 기준 최적화를 위한 제안에 활용하고자 한다.

대규모 아트리움에 적용되는 수박형성 유리벽의 열적 특성 및 내화성능에 관한 연구 (A Research on Thermal Properties & Fire Resistance of A Water Film Covered Glazing System for Large Atrium Space)

  • 박형주;지남용
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.38-55
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    • 1999
  • 열적특성이 비교적 열악한 재료인 유리를 내화성능이 요구되는 방화구획을 이루는 비내력벽에 사용하려는 시포가 국내외적으로 활발하게 진행되고 있는 중에서, 본 연구는 유리표면에 수막을 형성시켜 구획화재시 유리벽이 파열되지 않고 견딜 수 있는 성능을 가질 수 있는 초점을 맞추어 단계적인 실험을 실시하였다. 먼저 수직고가 3M이상인 유리벽에 균일하고도 단절이 없는 수막을 형성할 수 있는 시스템을 고안하여 대형내화로내에서 화염의 세기를 줄이지 않는, 즉 리바운드량이 거의 없는 수막을 형성시킬 수 있도록 제작한 후, 이 시스템을 사용하여 수막이 형성된 유리벽의 열적 특성을 확인하는데 중점을 두고 실험하였다. 다음에는 고안된 시스템을 소형과 대형의 유리벽에 적용시켜 우선적으로는 소형내화로에서 가열하여 기초적인 열적 특성을 조사한 후에 여기서 얻은 데이터를 근거로 실제규모의 실험이 가능한가를 판단한 후에 최종적으로는 2.4M$\times$3M크기의 대형의 유리벽에 수막을 형성한 플러드 노즐형 수막형성유리벽체를 대형내화로내에 거치하여 KS F2257에 의하여 가열하는 내화성능실험을 수행하였다. 실험결과 수막이 왼벽하게 유리면을 도포된 상태에서만 유리가 파열되지 않았으며 이런 수막을 계속적으로 유지하는 데는 많은 변수가 있다는 것을 발견하였으며 또한 수막도포상태의 변화는 내화성능을 보유하는데 있어서 핵심적으로 작용한다는 것을 확인할 수 있었다.

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화재를 입은 콘크리트 교각의 손상에 관한 연구 (A Study on the Damage to a Concrete Bridge Pier due to Fire)

  • 윤우현
    • 콘크리트학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.117-125
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    • 1995
  • 본 연구에서는 유조차의 추락으로 인해 화재를 입은 콘크리트 교각의 손상 정도에 대하여 조사하였다. 화재에 의한 콘크리트의 조직 변성 및 파손 깊이는 유한요소법으로 계산하여 현장 실측치와 비교분석하였고, 철근의 손상도는 인장시험을 통하여 파악하였다. 유한요소법에 의한 계산에서는 콘크리트의 열 전달 계수 ${\alpha}=2000W/m^2{\cdot}K$ 콘크리트의 초기 온도 $T_0=5^{\circ}C$ 그리고 화재 지속 시간 t=30분으로 고정하였고, 화재 온도 $T_a=500~800^{\circ}C$로 변화시켰다. 계산 결과 콘크리트 조직 변성 깊이는 1.5~4.1cm 그리고 압축 파열 깊이는 8.7~10.1cm로서 각각 실측치인 2~4cm 및 8~10cm와 근접한 결과를 얻었다. 그리고 화재후 철근의 인장강도는 별 손실이 없는 것으로 나타났다.

광대역 탐촉자를 이용한 자동차용 CNG 탱크의 음향방출 신호 분석 (Analysis of Acoustic Emission Signal for Vehicle CNG Tank Using Wideband Transducer)

  • 지현섭;이종오;주노회;소철호;이종규
    • 비파괴검사학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.1-6
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    • 2012
  • 본 연구에서는 광대역(100 kHz - 1 MHz) 탐촉자를 사용하여 자동차용 CNG연료탱크의 파열시험시 발생하는 음향방출신호의 분석을 통해 압력용기의 손상정도를 평가하였다. 압력이 420 bar까지 올라가기 전의 각 단계에서는 Kaiser 효과가 나타나고 creep 효과가 거의 나타나지 않으나, 420 bar 이상 상승시 creep 효과가 현저히 나타남으로써 용기가 손상을 입었다는 것을 알 수 있었으며, 480 bar 압력 상승 단계에서는 Kaiser 효과가 없어졌다. 540 bar의 압력 단계에서 공진형 탐촉자의 경우에서는 480 bar의 압력단계에 비하여 energy나 count 같은 activity가 감소하였으나 광대역 탐촉자의 경우 계속적으로 증가하였다. 또한 rise time이나 주파수 분석을 통해서 복합재료 압력용기의 손상 메카니즘을 관찰하기 위해서는 일반적으로 금속압력용기에서 많이 사용되는 공진형 탐촉자(150 kHz)보다 광대역 탐촉자가 효과적임을 알 수 있었다.

마코프 모델을 이용한 방사선 방어의 최적화 (Optimization of Radiation Protection Using Markov Model)

  • 정진엽;이건재
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제14권2호
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    • pp.1-9
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    • 1989
  • 방사선 방어를 위한 방안을 결정하는데 도움을 주기 위해서는 각종 방사선 방어 최적화 방안들 사이에 정량적인 비교를 할 수 있는 해석적 방법이 필요하다. 본 논문에서는 발전소에서 행해지고 있는 검사, 시험 및 보수가 방사선 방어에 미치는 영향을 평가할 수 있는 동적 마코프 모델의 개념을 도입하였다. 마코프 모델의 응용을 다루기 위해 예로 든 증기발생기 전열관 파열에서는 고리 2호기와 외국의 자료에 기초해 비용과 피폭 선량을 줄이기 위한 증기발생기의 최적 검사주기를 산출하였으며 그 결과 피폭 선량은 비용에 비해 그 기여도가 매우 낮은 것으로 나타났다. 예제 계산이 이용된 마코프 모델은 자료를 좀 더 보강함으로써 국내 발전소에도 쉽게 적용할 수 있으며 방사선 방어의 최적화를 위한 여러 가지 대안의 비교 우위를 평가하는 데에도 이용할 수 있다.

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CNG 차량 폭발의 용기 손상 평가에 관한 법공학적 연구 (Forensic Engineering Study on Assessment of Damage to Pressure Vessel Because of CNG Vehicle Explosion)

  • 김의수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권4호
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    • pp.439-445
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    • 2011
  • 대기오염 등 환경에 대한 관심이 높아지면서 경유차 배출 가스 저감을 위한 최적의 대안으로 최근 세계적으로 천연가스차량의 보급이 크게 확대되고 있는 추세이다. 이러한 추세에도 불구하고 그 안전성에 대해서는 많은 논란을 불러 일으키고 있으며 최근 그 이용에 따른 안전사고 또한 빈번하게 발생하고 있다. 천연가스버스 압력용기 파열 사고는 대중들이 많이 이용한다는 점에서 대형참사로 이어질 수 있는 잠재력을 가지고 있어 그 심각성은 매우 크다고 할 수 있다. 이에 법공학적인 측면에서 좀 더 전문화되고 체계적인 사고조사와 원인 규명을 통해서 사전에 예방대책을 마련함으로써 유사 및 동종재해의 발생을 최소화해야 한다. 본 연구에서는 구조해석을 통한 용기의 설계 검증과 용기의 파손형태 검사 및 재료 물성평가 등을 통해 용기파손에 의한 CNG 차량 폭발 사고에 관한 정확한 사고 원인을 규명함으로써 동일 형태의 차량 안전사고 예방에 기여하고자 한다.

사출성능 개선을 위한 사출용 가스발생기 연구 (Research on the Ejection Gas Generator to Improve Ejecting Performance)

  • 오석진;장승교;차홍석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.383-390
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    • 2013
  • 유도탄의 사출성능 중 탄에 충격으로 작용하는 최대가속도의 감소는 유도탄의 비정상작동 방지와 내부 부품들의 크기 및 비용 감소 측면에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 사출용 가스발생기의 작동에 의해 탄에 가해지는 최대가속도가 사출초기에 발생됨을 착안하여 사출초기에 영향을 미치는 설계인자를 조사하였다. 가스발생기 설계인자로 점화기 및 노즐마개를 선정하고, 설계인자 변경을 통해 가스발생기에 의해 발생되는 최대가속도를 실험적으로 조사하였다. 최종적으로 최대가속도 감소효과를 정량적으로 비교하기 위해 가스발생기 지상연소시험을 실시하였다. 그 결과 설계인자의 최적값들이 적용된 개선모델의 경우 기준모델에 비해 최대가속도를 약 68% 줄일 수 있음을 확인하였다.

혈관결찰기의 성능평가방법으로서 혈관파열압력시험의 유용성 연구 (A Study on the Usability of the Vascular Bursting Pressure Test as a Method of Performance Evaluation of Vessel Sealing)

  • 강보람;박아름;김광택;김선태;이동혁
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.210-218
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    • 2020
  • Vessel sealing is a medical device that converts electrical or ultrasonic energy into thermal energy and leads to seal, coagulate, and cut the vessel by protein modification within the walls or surrounding connective tissues. As most of surgeries have recently been conducted with minimally invasive surgery, the demand and market for vessel sealing are expected to get bigger. However, there is a problem that electrosurgical or ultrasonic surgical is applied and we have a high risk to evaluate the strength of seal, because the collateral and particular standards currently in force follows have not been establish. Therefore, in this study, we investigated some papers studied on the efficacy and safety of the device, the guidance of FDA and test papers previously conducted from 3 individual subject device made in Korea. We found there is a relationship between burst pressure and the performance of the device, therefore, we propose the vascular bursting pressure test for evaluating the safety and performance of the vessel sealing.

축소형 초고압 분사 시스템의 노즐 형상에 따른 초음속 액체 제트 분무 특성에 관한 연구 (Spray Characteristics of Supersonic Liquid Jet by a Nozzle Geometry of Miniature High-Pressure Injection System)

  • 신정환;이인철;김희동;구자예
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.177-180
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    • 2010
  • 고압관, 가압관, 발사관으로 구성된 Ballistic Range의 일종인 2단식 경가스 총을 사용하여 초음속 액체 제트의 분무 특성을 연구하였다. 135 bar의 압축공기는 고압관과 가압관 사이에 OHP필름으로 구성된 격막을 파열시킨 후 가압관의 발사체를 약 250 m/s의 속도로 가속하였다. 가속된 발사체는 액체 저장부에 충돌하여 액체를 초고압으로 가압한 후 초음속으로 분사시키며, 특히 초음속 액체 제트는 미립화된 다중 제트의 형태를 나타내고 액체 제트 전방 영역에서 충격파를 수반한다. 다양한 분사 노즐의 기하학적 형상에 대한 분무시험결과 초음속 액체 제트의 속도와 충격파 각도가 각각 다르게 생성되었으며, L/d가 9.9, 11.9, 23.8의 조건에 대하여 L/d가 23.8의 경우에 액체 제트의 분사속도가 마하수 1.53으로 가장 낮게 측정되었다.

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인장하중을 받는 중대형급 선설치 앵커볼트의 콘크리트파괴강도 평가를 위한 연구 (A Study on the Concrete Breakout Capacity Evaluation of Medium-to-Large size CIP Anchor Bolts under Tension Loading)

  • 박용명;전명희;이건준;김철환
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.493-501
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    • 2011
  • 콘크리트용 앵커볼트의 설계에 $45^{\circ}$ 콘파괴 이론이 그동안 적용되어 왔으나, 2,000년 이후부터 CCD(Concrete Capacity Design) 방법이 새로운 설계법으로 도입되었다. 그러나, 본 방법은 중소형 앵커볼트에 대한 실험 결과에 근거한 관계로 앵커볼트의 직경이 50mm 이하이고 매입깊이가 635mm 이하인 경우에만 허용되고 있다. 따라서 M50 이상의 중대형 앵커볼트에 대한 합리적인 인장파괴강도식의 도출이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 매입깊이 400~450mm의 M56 선설치 단일 앵커볼트의 콘크리트 인장파괴강도 평가를 위해 5개의 시험체에 대해 실험을 수행하였다. 그리고, 본 실험 결과와 최근의 타 실험 결과를 종합하여 매입깊이가 280~1,200mm인 중대형급 앵커볼트에 대해 현 설계기준의 인장파괴강도식의 적용성 여부를 평가하였다.