• 한국가스학회지
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• 제14권3호
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• pp.8-13
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• 2010

최근 석유에너지의 대체에너지로 수소에 대해 사회적인 관심이 높아짐에 따라, 수소의 연소특성에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만, 수소화염의 온도는 고온이며, 전파속도가 빠르며, 수소화염은 가시광을 거의 방출하지 않기 때문에 화염의 특성을 파악하는 것이 쉽지 않다. 본 연구에서는 직경12.7, 25.4, 50.8 ${\mu}m$인 3종류의 극세선 열전대를 이용하여 화염의 도달시간 및 온도를 동시에 측정하였다. 이론혼합농도에서의 화염도달시간을 검출한 결과, 빠른 수소화염의 전파속도를 정밀히 측정할 수 있음이 확인되었다. 또한, 열전대의 시정수를 고려함으로써, 화염온도를 추측하는 것이 가능함을 확인했다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.44-51
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• 2005

도료공업, 유기합성의 원료, 혼합용제 및 분석용 시약으로 광범위하게 이용되고 있는 메틸알콜에 대하여 작업장에서 발생할 우려가 있는 화재 폭발 예방 대책을 수립하기 위한 기초자료를 획득하기 위하여 화염전파속도와 화염도달시간을 측정하였다 용기의 크기를 변화시키고 온도 및 농도를 변화시켜 실험을 행한 결과 시료의 용기가 적을수록 연소가 용이하고 연소속도는 빠르게 나타났으며, 최대연소속도는 소용기 $30^{\circ}C$에서 200 cm/sec를 구하였다. 화염도달시간은 시료 용기의 크기가 클수록 길어지는 경향을 나타내었으며, 시료의 온도 및 농도가 높아질수록 짧아졌다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.19-22
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• 2012

본 연구에서는 폭발사고가 반복되고 있는 마그네슘합금(Mg-Al alloy) 분진의 예방대책을 위한 안전자료로 활용하기 위하여 폭발특성평가 실험과 화염전파속도를 추정하였다. 화염전파속도는 폭발과압 강도에 영향을 주지만 분진폭발에서는 화염의 확산에 따른 피해예측에도 중요한 자료로 활용될 수 있다. 밀폐공간의 분진폭발에서 화염전파속도를 계산하기 위하여 분진의 연소시간과 화염면의 도달시간을 고려하여 폭발압력으로부터 추정하는 방법을 제시하고 마그네슘합금의 성분비율에 따라 폭발에 따른 화염전파속도를 계산하였다. 그 결과, Mg-Al(60:40 wt%), Mg-Al(50:50 wt%), Mg-Al(40:60 wt%)의 최대화염전파속도는 각각 15.5, 18, 15.2 m/s로 추정되었으며 성분비율에 따라 최대화염속도는 변화하는 경향을 나타냈다.

• 에너지공학
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• 제3권1호
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• pp.62-69
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• 1994

화염중에 존재하는 이온 및 전자의 전기적 성질을 이용하여 연소실내의 화염전파속도를 파악하기 위해 실린더 헤드에 이온 프로브를 삽입하여 천연가스 및 가솔린의 화염전파속도를 측정하였다. 본 연구에 이용된 이온전류장치 설계에 의한 방법은 광학적 측정 장비에 비해 간단하며 쉽게 측정할 수 있고 가격도 저렴하고 응답성도 우수하였다. 이온 프로브의 제작과 신호처리에 관한 기초적인 지식을 얻었으며 천연가스 및 가솔린의 연소시 연소압력의 상승지점과 이온발생지점이 일관성있게 나타났다. 기관회전수의 증가에 따라서 연소실내의 화염전파속도가 증가했으며 같은 연소조건이라고 할 수 있는 동일 기관회전수, 당량비의 조건에서 점화시간에 대한 화염전파속도를 비교해 보면 메탄의 경우가 이론치보다 6 ms∼9 ms 정도 늦었다. 또한, 메탄가스 및 가솔린에 대해 이온 전류강도 및 화염 도달시간을 측정하였으며 연소실 벽면에서는 열전달에 의한 냉각효과로인해 화염 전파속도 및 이온농도가 감소했다.

• 한국가스학회지
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• 제16권4호
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• pp.32-37
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• 2012

본 연구에서는 폭발사고가 반복되고 있는 마그네슘합금(Mg-Al alloy) 분진의 동종재해 예방대책을 위한 안전자료로 활용하기 위하여 폭발특성을 실험적으로 조사하고 화염전파속도를 추정하였다. 화염전파속도는 폭발과 압력 강도에 영향을 주지만 분진폭발에서는 화염의 확산에 따른 피해예측에도 중요한 자료로 활용될 수 있다. 실험은 마그네슘합금(평균입경 151~161 ${\mu}m$)의 성분비에 따른 폭발특성을 조사하였으며, 밀폐공간의 분진폭발에서 화염전파속도를 계산하기 위하여 분진의 연소시간과 화염면의 도달시간을 고려하고 폭발압력으로부터 추정하는 방법을 사용하였다. 그 결과, Mg-Al(60:40 wt%), Mg-Al(50:50 wt%), Mg-Al(40:60 wt%)의 최대화염전파속도는 각각 15.5, 18, 15.2 m/s가 얻어졌으며 성분비율에 따라 최대화염속도는 변화하는 경향을 나타냈다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.154-154
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• 2011

최근 세계 각지에서 발생하는 대규모 터널 화재사고는 많은 사상자를 동반하고 이에 따른 경제적, 사회적 손실 또한 방대하게 진행되는 실정이다. 터널 구조물의 화재 특성상 외부에 쉽게 노출되지 않기 때문에 화재 발생 시 화재에 노출된 표층이 박리되거나 비산해서 단면결손이 생기는 폭렬 현상(explosive spalling)이 발생하게 된다. 이러한 폭렬 현상은 붕괴와 같은 대형 참사로 이어질 가능성이 크다. 따라서 본 연구에서는 터널 내 화재 발생 시 콘크리트 구조물의 폭렬에 의한 붕괴를 예방하기 위하여 이액형 상온경화 실리콘 고무와 인체에 무해한 친환경 첨가제인 펄라이트를 일정한 혼합비(5wt%, 10wt%, 15wt%, 20wt%)로 혼합하여 고성능 난연 복합체를 제조하고, 열적 특성과 난연 특성을 연구를 진행하였다. 열적 특성에 관한 시험으로 TGA를 측정하였으며, 난연 특성에 관한 시험으로는 화염 시험, 내화로 시험, 탄화로 시험을 진행하였다. 우선 TGA 시험은 $20^{\circ}C/min$ 승온 속도로 $800^{\circ}C$까지 실험을 하였고, 화염 시험은 제작한 시편과 gas torch($1200^{\circ}C$)의 화염 거리를 약 10cm로 하여 약 1시간 동안 시험을 하였다. 내화로 시험은 내화로 장치를 이용하여 RABT curve(5분만에 $1200^{\circ}C$도달 후 한 시간 동안 유지 후 냉각, 총 시험 시간 180분) 조건을 만족하는 환경에서 제작한 시편을 콘크리트에 부착하여 콘크리트의 내부온도를 측정하였다. 탄화로 시험은 탄화로 장치를 이용하여 $2^{\circ}C/min$ 승온속도로 $900^{\circ}C$까지 실험을 하여 외부 형태 변화를 관찰하였다. 각각의 시험 결과 TGA 열분해 결과 순수한 실리콘 고무보다 난연제인 펄라이트를 첨가했을 때 더 높은 온도에서 초기 분해 거동을 보였으며, 최종 잔류량은 80%를 보였고, 5 wt%의 펄라이트가 혼합된 시편의 최종 잔류량이 높은 것으로 보아 열분해에 가장 강한 조성임을 알 수 있었다. 화염 시험 결과 펄라이트가 혼합된 모든 시편에서 $300^{\circ}C$가 넘지 않은 결과를 보였다. 이는 제조된 복합체가 화염에 직접적으로 장시간 노출이 되어도 안전하다는 것을 알 수 있다. 내화로 및 탄화로 시험 결과 펄라이트가 15wt%와 20wt%가 첨가된 시편들보다 5wt%와 10wt% 첨가된 시편들이 고온에서 안정하다는 것을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.367-373
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• 2016

산업분야에서 사용되는 플라스틱 분진은 대부분 가연성이며 화재폭발사고 위험성이 있다. 그러나 산업현장에서 안전한 취급을 위해 활용할 수 있는 폭발특성 자료는 매우 적다. 본 연구에서는 사업장에서 취급하는 다양한 플라스틱 분진 의 폭발특성을 실험적으로 조사하여 관련 자료와 안전정보를 제공하는 것을 목적으로 수행하였다. 이를 위해 20 L 분진폭발시험장치를 사용하여 각종 폭발특성값을 측정하였다. 그 결과 ABS ($209.8{\mu}m$), PE ($81.8{\mu}m$), PBT ($21.3{\mu}m$), MBS ($26.7{\mu}m$) 및 PMMA ($14.3{\mu}m$)시료의 분진폭발지수($K_{st}$)는 각각 62.4, 59.4, 70.3, 303, 203.6[$bar{\cdot}m/s$]의 값이 얻어졌다. 또한 플라스틱 분진폭발에 의한 피해예측을 위하여 분진폭발압력에서 분진의 연소속도가 일정하다고 가정하고 최대압력소요시간 및 화염도달시간을 고려한 화염전파속도모델을 통하여 분진폭발시의 화염전파속도를 추정하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.43-48
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• 2014

본 연구는 구획된 공간에 인화성 단일 물질을 채우고 착화된 화염의 전파 속도, 방사 범위, 확산 패턴 및 연소 완료 시간 등을 해석하는 데 있다. 화염의 전파 속도는 등유가 0.2 s로 가장 빠르고, 알코올이 82.1 s로 가장 늦었다. 화염이 착화된 후 화염이 가장 빠르게 최성기에 도달한 것은 시너이었고 19.0 s가 걸렸다. 그리고 가장 늦은 것은 알코올로 138.6 s로 측정되었다. 인화성 액체 200 ml가 연소 완료되는 시간은 시너가 79.9 s로 가장 짧았고, 가솔린 135 s, 등유 170 s, 경유 231.4 s, 알코올 337.0 s 등으로 측정되었다. 그리고 인화성 액체가 연소될 때 화염의 하단 부분은 층류 패턴이 지배하였고, 상단 부분은 난류 패턴을 나타냈다. 대두유의 실험에서 착화시킨 화원을 제거하면 화염은 자연 소화되어 연소가 진행되지 않았고, 불완전 연소에 따른 흰색의 연기가 발생하는 것을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.31-36
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• 2015

본 연구는 동일 비율로 휘발유와 혼합된 인화성 액체 200 ml를 축소 모의된 구획 공간에 채우고 착화시켰을 때의 특성을 해석하였다. 구획된 공간의 한 변은 2,000 mm이며, 연소가 진행된 장치의 길이는 1,000 mm이다. 휘발유와 알코올을 혼합한 물질의 화염 전파 속도가 0.7 s로 가장 빠르고, 가장 늦은 물질은 휘발유와 경유를 혼합한 물질로 1.2 s이다. 화염이 최성기에 가장 빨리 도달한 물질은 휘발유와 아세톤을 혼합한 것으로 25.5 s가 소요되었다. 또한 휘발유와 경유를 혼합한 물질은 163.7 s로 가장 늦었다. 연소의 지속 시간은 휘발유와 경유를 혼합한 물질이 332.7 s로 가장 길었으며, 가장 짧은 것은 휘발유와 시너를 혼합한 물질로 121.5 s이다. 따라서 화재 현장을 조사하는 화재조사관은 최초 목격자의 진술은 물론 화염의 특성을 종합적으로 분석할 필요가 있다.

• 한국가스학회지
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• 제16권3호
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• pp.65-70
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• 2012

폭발챔버에서 water gel barrier의 표면형상의 크기에 따른 폭발거동 특성을 조사하기 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 단면적 $100{\times}100\;mm^2$, 길이 1600 mm를 가지는 폭발챔버 그리고 점화원으로부터 각각 300 mm, 700 mm 및 1100 mm 떨어진 챔버 바닥면에 $100{\times}200\;mm^2$의 크기에 서로 다른 크기의 표면형상을 고려한 gel barrier를 설치할 수 있도록 제작하였다. 젤라틴 gel과 물을 혼합하여 4가지 크기의 표면형상을 가지는 water gel barrier를 제조하여 실험변수로 사용하였다. 폭발과정 동안 화염전파 과정을 가시화하기 위해 고속카메라 그리고 폭발압력 변화를 관찰하고자 압력획득시스템을 사용하였다. 실험결과, gel barrier의 표면형상의 크기가 커질수록 화염전파과정 및 최대 폭발압력 도달시간은 빠르게 진행되는 것으로 나타났으며, 화염속도 및 폭발압력 또한 증가하는 경향으로 나타났다.