The formerly proposed spectral model of turbulent burning velocity is refined for nonstoichiometric hydrocarbon mixtures. Refinements are made in regard to the following two points : (1) an effect of the diffusivity of deficient reactant on the turbulent burning velocity and (2) consideration of increasing laminar name thickness with a decrease in the laminar burning velocity A comparison between the predicted turbulent velocities and the measured ones is made. The predictions by the refined spectral model agree quantatively well with the experimental results in the regime of practical equivalence ratio, but not in the high and low equivalence ratio regime.
MDF(Medium Density Fiberboard) 제조공정에 필요한 열매유(SHTF, Synthetic Heat Transfer Fluid)를 가열하는 보일러에서 화재가 발생하였다. 열매유 보일러는 1차 패스, 2차 패스, 3차 패스로 구성되어 있으며, 화재가 발생된 1차 패스 연소대 위쪽 14단 부근에서 열매유가 방출되었다. 화재확산으로 인한 조사내용 및 데이터를 토대로 화재 시뮬레이션용 전산유체역학인 ANSYS-CFX를 이용하여 재현하고 화재 모델링 해석 및 분석을 통해 화재 온도를 산정하고 피해의 범위를 규정하였다. 본 화재 사고로 설비의 운전 및 소재에 대한 피해를 규정하고, 이론에 의한 과학적인 정밀 조사를 실시하여 향후의 안전 운전을 위한 제안을 하고자 한다.
오픈 소스인 FDS(fire dynamic simulator)는 건물, 터널내의 화재나 연기, 열기류의 거동을 연구하기 위하여 국내외적으로 광범위하게 이용되고 있다. 체계적인 연구와 확장이 가능하도록 소스코드와 프로그램구조, 각종 메뉴얼을 갖추고 있으며 향후 개발 방향을 온라인을 통해서 소스코드와 함께 공개하고 있다. 비압축성 비정상해석을 근간으로 하고 있으며 난류유동을 해석할 수 있도록 DNS와 LES모델을 가지고 있다. 화재, 연소, 스프링클러, 화재 확산 등의 모델링을 제공하고 있다. 이러한 모델을 바탕으로 다양한 시나리오의 재난, 피난에 적용할 수 있다. 향후 이러한 기본 모델을 바탕으로 새로운 재난 시나리오에 따라 새로운 알고리즘의 적용하기 위해서는 FDS 기본적인 구조와 모델, 그리고 한계점을 이해할 필요가 있다. 본 연구에서는 이러한 FDS모델을 더욱 확장하기 위한 일환으로 FDS(V5.5.3)의 기본적인 구조을 파악하고 몇 가지 검증모델(verification)에 적용하였다. 또한 이를 향후 FDS의 소스코드를 확장할 수 있는 근간으로 삼고자 한다.
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.
본 연구에서는 TiAl 금속간 화합물을 자전 고온 반응법을 이용하여 제조시 반응과정을 열시차 분석 방법으로 분석하였다. 합금 조성은 Ti-45at% Al, 53at%Al, 알루미늄 분말 크기, 승온 속도, 성형 밀도 등을 변화시켜 이들이 반응 과정에 미치는 영향을 관찰하였다. 분말이 미세할수록, 승온속도가 느릴수록, 성형 밀도가 낮을수록 반응 점화 온도 및 연소 온도가 감소하였으며, 고상 Ti와 고상 Al간의 반응정도가 증가하는 것이 관찰되었다. 고상 Ti와 고상 Al간의 반응에서 생성되는 것은 XRD 분석 결과 Ti$Al_{3}$상으로 확인되었다. 이에 비하여 반응 점화 온도가 알루미늄의 용융 온도보가 높을 경우에는 생성되는 상이 $Ti_{3}$Al, TiAl상으로 확인되었다. 이러한 상의 생성 원인에 대하여 확산 계수 및 알루미늄의 용해도등의 요인으로 설명하였다.
내연기관은 19세기에 발명되어 20세기에 이르는 약 100여년에 걸쳐 계속 발달하여, 오늘날은 육.해.공의 각종 원동기로 사용되어 인간생활에 없어서는 안될 중요한 위치를 차지하고 있다. 사용연료는 거의가 액체연료인 석유계가 대부분을 차지하고 있고, 이의 수요가 날로 증가됨으로써 석유자원의 고갈 위기와 함께 유해성 배출가스의 방출에 기인되는 환경오염의 측면에서도 매우 심각한 문제로 대두되고 있다. 따라서 종래의 석유계 연료로부터 탈피하여 값싸고 장기적으로 안정하게 고급될 수 있는 대체연료 개발과 에너지 절약기술에 대한 다각적인 연구가 전 세계적으로 확산되고 있다. 이러한 대체연료는 단순히 가격면에서 뿐만 아니라 장기적 공급이 가능해야 하고 또한 석유자원의 고갈과 비상시의 대비를 위한 관점에서도 취급되어야 할 것으로 본다. 이러한 관점에서 어유는 어류의 자원이 고갈되지 않는 한 생산이 계속 가능하므로 대체연료로서의 이용가치를 검토할 필요가 있다고 본다. 따라서, 본 해설에서는 디젤기관용 대체연료로서 가격이 싸고 공급이 비교적 용이한 정어리유(sardine oil)를 경유와 여러비율로 혼합한 경유-어유 혼합유를 정용연소기와 선박용 디젤기관에 사용하여 그 연소특성을 기존의 경유 사용시와 비교 설명하고자 한다.
2009년 11월 14일 발생한 부산 실내사격장 화재와 관련하여 조사내용을 토대로 화재 시뮬레이션용 전선유체역학 모델인 FDS를 이용하여 재현하였으며, 시뮬레이션 결과와 화재당시 녹화된 CCTV 영상을 비교하였다. 2층 발사실에서 시작된 화재는 급격히 연소가 진행되어 약 3초 후에 휴게실로 확산되며, 약 7초 후에는 계단 및 1층 홀을 지나 사람들이 통행하는 인도에까지 연기가 분출되는 것으로 나타났다. 시뮬레이션 결과는 2층 발사실과 휴게실에 녹화된 CCTV 영상 및 1층 홀 옆의 귀금속가게에 녹화된 CCTV 영상과 거의 일치하였다.
정상상태하의 축방향높이 의존적 중성자속 버클링은 3차원적연소 이력자료로부터 도출된다. 과도상태에 있어서는 노내 및 노외중성자 측정기의 반응사이에 존재하는 선형적 관계로부터 물리적인 상관식을 개발하였다. 이 모델을 사용할 경우 제어봉의 위치가 크게 변하는 축방향 출력과도현상을 예측하는 1차원적 중성자 확산이론 프로그램의 신뢰도가 크게 향상된다.
Development of the low NOx heating boiler was strongly asked due to severe air pollution and the large number of boilers in korea. Compactness of the commercial boiler was also important because of low manufacturing cost and easy installation. In this study. newly developed compact low NOx burner, using turbulent gas diffusion combustion with multi-staged air supplies and multiple fuel nozzles, was investigated. Comparison study of the new burner was performed between experimental results and computational analysis. Commercial computational fluid dynamic(CFD) program named CFX-5.6 was used for numerical analysis of the low NOx burner inside the test combustor. Comparisons of experiment data and numerical result were performed under various equivalence ratio and fuel flow rate.
국내 화재사고중 화재가 가장 많이 발생한 발화지점은 생활공간이며, 이중 침실 및 숙박용 객실이 가장 높은 화재 발생 건수를 보이고 있다. 이처럼 주거시설, 청소년 수련시설 등 생활공간에서의 화재는 화재시 침대 매트리스에 의한 연소확대로 많은 인명 및 재산 피해를 발생시키고 있다. 본 연구에서는 생활공간을 구성요소중 침대 매트리스의 화재확대 위험성에 평가하기 위하여 실규모의 화재실험을 수행하고, 이를 분석하였다. 이러한 실규모 화재실험을 통하여 얻은 결과는 국내 성능적 화재안전 설계를 위한 기본적인 자료로 이용됨과 동시에 주거공간의 화재확산 방지 기술 개발에 기여할 수 있을 것으로 평가된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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