• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.21-28
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• 2018

This paper presents two-step simulations to calculate the influence of blast-induced pressures on explosion-protection valves installed at the boundary between a protection facility and a tunnel entering the facility. The first step is to calculate the respective overpressure on the entrance and exit of the tunnel when an explosion occurs near the tunnel entrance and exit to approach the protection facility. Secondly, the blast pressures on the explosion-protection valves mounted to walls located near the tunnel inside approaching the protection facility are analyzed with a 0.1 ms time variation using the results obtained from the first-step calculations. The following conclusions could be derived as a results: (1) The analysis of the entrance tunnel scenario, P1, leads to the maximum overpressure of 47 kPa, approximately a half of the ambient pressure, at the inner entrance due to the effect of blast barrier. For the scenario, P2, the case not blocked by the barrier, the maximum overpressure is 628 kPa, which is relatively high, namely, 5.2 times the ambient pressure. (2) It is observed that the pressure for the entrance tunnel is effectively mitigated because the initial blast pressures are partially offset from each other according to the geometry of the entrance and a portion of the pressures is discharged to the outside.

• 한국안전학회지
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• 제31권4호
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• pp.55-63
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• 2016

A dust explosion is a phenomenon of strong blast wave propagation involving destruction which results from dust pyrolysis and rapid oxidation in a confined space. There has been some research done to find individual explosion characteristics and common physical laws for various dust types. However, there has been insufficient number of studies related to the heat of combustion of materials and the oxygen consumption energy about materials in respect of dust explosion characteristics. The present study focuses on the relationship between dust explosion characteristics of wood dust samples and oxygen consumption energy. Since it is difficult to estimate the weight of suspended dust participating in explosions in dust explosion and mixtures are in fuel-rich conditions concentrations with equivalent ratios exceeding 1, methods for estimating explosion overpressure by applying oxygen consumption energy based on unit volume air at standard atmospheric pressure and temperature are proposed. In this study an oxygen consumption energy model for dust explosion is developed, and by applying this model to TNT equivalent model, initial explosion efficiency was calculated by comparing the results of standardized dust explosion experiments.

• 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.

• 한국가스학회지
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• 제21권4호
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• pp.1-5
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• 2017

밀폐된 거주공간에서 주성분이 메탄으로 이루어진 천연가스 누출은 가연성 분위기를 형성여 폭발사고로 이어진다. 밀폐공간에서 폭발을 일으키기 위한 최소 매탄 누출양은 혼합정도에 크게 의존한다. 본 논문에서는 가우스분포모델과 폭발실험에 근거하여 폭발 사고가 발생할 수 있는 최소한의 메탄 누출량을 예측하기 위한 방법을 제시하고자 한다. 밀폐공간에서 높이에 따라 가연성가스의 농도분포는 가우스분포를 가지는 것을 가정하여 연소범위에 있는 가스의 최대량을 예측하고, 일정한 부피에서 예측된 가스가 연소되어 단열 또는 등온 혼합과정을 통하여 최종 폭발압력을 예측할 수 있다. 폭발사고에 의한 건물의 피해 정도에 대응하는 최소가스 누출양을 예측할 수 있다. 연구결과 건물 내 밀폐공간에서 아주 적은 양의 메탄가스가 누출되어도 심각한 폭발사고를 일으킬 수 있다. 이는 안전장치 개발에 있어서 적절한 조치를 취하기 전에 최소허용 가스 누출량을 설정하는 것에 유용하게 사용될 수 있을 뿐 만 아니라 폭발사고 조사에도 활용 될 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.356-361
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• 2020

프로필렌은 석유화학제품의 제조 시 기초 유분으로 산업 공정에서 널리 사용되고 있으며, 새로운 물질을 제조하기 위하여 200 ℃ 이상의 온도에서 합성되고 있다. 그러나 프로필렌은 인화성 가스로써 화재 및 폭발의 위험성이 존재하므로, 이를 방지하기 위하여 불활성 가스 중 가격이 저렴하고 공기 중 가장 많이 존재하는 질소를 주입하여 사용한다. 본 연구에서는 프로필렌-질소-산소를 사용하여 온도 200 ℃에서 압력의 변화(0.10 MPa, 0.15 MPa, 0.20 MPa, 0.25 MPa)에 따른 실험적 연구를 수행하였다. 산소농도가 21%일 때 압력이 0.10 MPa에서 0.25 MPa로 상승할수록 폭발 하한계는 2.2%에서 1.9%로감소하였으며, 폭발상한계는 14.8%에서 17.6%로증가하였다. 또한최소산소농도는 10.3%에서 10.0%로 감소하여 압력이 증가할수록 폭발 범위가 넓어져 위험성이 증가하였다. 폭발압력은 압력이 0.10 MPa에서 0.25 MPa로 상승할수록 1.84 MPa에서 6.04 MPa로 증가하였으며, 최대 폭발압력상승속도는 90 MPa/s에서 298 MPa/s로 크게 증가하였다. 고온 및 고압에서는 폭발의 위험성이 증가하므로 프로필렌을 사용하는 사업장의 폭발사고 예방을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

• 환경위생공학
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• 제14권4호
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• pp.93-98
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• 1999

We had investigated combustion properties of rice bran dusts. Decomposition of rice bran dusts with temperature were investigated using DSC and the weight loss according to temperature using TGA in order to find the thermal hazard of rice bran dusts, and the properties of dust explosion in variation of their dust with the same particle size. Using Hartman's dust explosion apparatus which estimate dust explosion by electric ignition after making dust disperse by compressed air, dust explosion experiments have been conducted by varying concentration and size of rice bran dust.According to the results for thermodynamic stability of rice bran dust, there are little change of initiation temperature of heat generation and heating value for used particle size. But initiation temperature of heat generation decreased with high heating rate whereas decomposition heat increased with particle size. Average maximum explosion pressure was $10kgf/cm^2$ for 60/70 mesh and $1.5mg/cm^2$ dust concentration.

• 한국가스학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-6
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• 1997

가연성 가스가 존재하는 위험 분위기에서 전기기기를 사용할 경우 전기 스파크에 의한 폭발위험성이 존재하기 때문에 점화원을 격리시키거나 고립시키는 것이 필요하지만 현실적으로 점화원의 고립이 불가능하므로 폭발을 방지하기 위한 일반적인 방법으로 내압 방폭형전기기기를 사용하고 있다. 따라서 내압방폭기기의 내부에 침투한 가연성 가스가 폭발하여도 화염이나 열이 틈새를 통과하여 외부의 가연성 분위기를 점화시킬 수 없는 최대 틈새크기를 찾아야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 수소-공기 혼합기와 메탄-공기 혼합기에 대하여 실험적 최대틈새크기(MESG)를 찾아내어 기존의 결과와 비교하고, MESG에 영향을 미치는 요인들을 찾아내고자 하였다. 실험장치는 내용적 8${\iota}$의 구형용기를 사용하였으며 실험 변수들로는 전화위치, 혼합기의 농도, 초기압력 등이었다. 실험결과 각각의 변수들에 의해 영향을 받으며 특히 농도와 초기압력에 크게 영향을 받는 것을 알 수 있었으며, 당량 농도 가까이에서 최소값을 나타내었으며 초기압력의 상승과 함께 MESG는 감소하였다.

• 한국가스학회지
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• 제16권5호
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• pp.7-13
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• 2012

알루미늄 분진폭발특성에 미치는 입경과 농도 변화에 따른 영향을 20 L 구형 분진폭발시험장치를 사용하여 실험적으로 조사하였다. 실험에 사용한 알루미늄 분진의 체적 평균 입경은 15.1 및 $34.8{\mu}m$이다. 실험결과, 평균 입경 $15.1{\mu}m$에서의 폭발하한농도(LEL)는 $40g/m^3$, 최대폭발압력($P_{max}$)은 9.8 bar, 폭발압력상승속도는 ($[dP/dt]_{max}$)는 1852 bar/s이었으며, 평균입경 $34.8{\mu}m$의 경우에는 LEL이 $70g/m^3$, $P_{max}$는 7.9 bar, $[dP/dt]_{max}$는 322 bar/s가 얻어졌다. Al분진의 폭발하한농도는 입경 증가에 따라 증가하는 경향이 관찰되었다. 또한 평균입경 $15.1{\mu}m$에서의 Al분진폭발압력으로부터의 화염전파속도의 계산값은 평균입경 $34.8{\mu}m$의 경우보다 5배의 크기를 나타내었다.

• 한국가스학회지
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• 제17권4호
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• pp.33-38
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• 2013

본 연구에서는 마그네슘(Mg)분진의 폭발특성에 미치는 평균 입경의 영향을 조사하였다. 이를 위해 20-L분진 폭발시험장치와 10 kJ의 에너지를 갖는 화학 점화기를 사용하여 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 Mg분진은 평균입경이 서로 다른 3가지 시료(38, 142, $567{\mu}m$)를 대상으로 분진농도를 $2250g/m^3$까지 조사하였다. Mg분진의 폭발하한농도(LEL)는 평균입경 38, $142{\mu}m$에 있어서 각각 30, $40g/m^3$ 이 얻어졌다. LEL은 입경 증가에 의해 감소 경향을 나타냈는데 Mg분진은 입경이 증가할수록 폭발 확률이 감소함을 의미한다. 최대폭발압력($P_m$)과 폭발지수($K_{st}$)는 입경이 증가하면 감소하였지만, 평균입경 $567{\mu}m$의 Mg분진의 경우에는 5 kJ의 착화에너지에서는 폭발 현상이 관찰되지 않았다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권2호
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• pp.195-200
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• 2015

It is envisaged that the effect of increasingly stricter air emissions legislation implemented through IMO Annex VI and other local air quality controls, together with favorable financial conditions for the use of natural gas instead of liquid fuel oil as a bunker fuel, will see an increasing number of DF engine and single gas fuel engine applications to LNG carriers and other vessel types. As part of provision for the current international movements in the shipping industry to reduce GHG emission in air, new design concepts using natural gas as an alternative fuel source for propulsion of large commercial vessels, have been developed by shipyards and research institutes. In this study, an explosion analysis for a gas supply machinery room of LNG-fuelled container ship is presented. The gas fuel concept is employed for the high pressure ME-GI where a leakage in the natural gas double supply pipe to the engines is the subject of the present analysis. The consequences of a leak are simulated with computational fluid dynamics (CFD) tools to predict typical leak scenarios, gas cloud sizes and possible explosion pressures. In addition, capacity of the structure which is subject to explosion loads has been assessed.