• 제목/요약/키워드: Rate of Heat Release

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성능위주설계를 위한 가연물의 열발생률 및 화재성장률 측정 - 판매시설의 플라스틱 화재를 중심으로 - (Measurements of the Heat Release Rate and Fire Growth Rate of Combustibles for the Performance-Based Design - Focusing on the Plastic Fire of Commercial Building)

  • 장효연;남동군
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제32권6호
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    • pp.55-62
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    • 2018
  • 국내 성능위주소방설계(PBD)에 신뢰성이 향상된 예측결과를 기여하고자 판매시설 가연물 중 플라스틱으로만 이루어진 제품을 대상으로 실규모 화재실험이 수행되었다. 이때 판매시설의 경우 다양한 가연성 물질이 진열된 판매대의 간섭 또는 상품 적재 등으로 인한 화재확산의 검토를 위하여 단일 및 다수가연물로 분리되어 실험조건이 선정되었다. 이에 따라 최대 열 발생률에 따른 가연물의 노출 면적 및 중량은 대략 93%와 89%의 매우 선형적인 관계를 확인할 수 있다. 또한 다양한 가연물에 대한 가스농도의 분석 결과 이산화탄소($CO_2$)는 최대 열 발생률에 대하여 선형적인 관계를 나타내는 반면 일산화탄소(CO)는 지수함수의 형태를 나타낸다. 이러한 결과는 판매시설에서 발생되는 플라스틱 화재의 PBD에 신뢰성있는 화원정보로서 적용될 수 있다. 추후 실제 판매시설에서 적용되는 진열대의 면적이 적용된 추가적인 실험을 통하여 판매시설의 플라스틱 화재에 대표되는 화원 정보로서 적용할 수 있을 것이라 기대된다.

복합소재 고체 가연물의 화재 시 발생되는 열방출률의 FDS 예측 특성 (Characteristics of Heat Release Rate Predictions of Fire by a Fire Dynamics Simulator for Solid Combustible Materials)

  • 남동군;홍터기;류명호;박설현
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제34권4호
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    • pp.22-28
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    • 2020
  • 복합소재 고체 가연물의 화재발생시 발생되는 열방출률을 ISO 9705 룸코너 시험을 통해 측정하였고 Fire dynamics simulator (FDS)에서 제공하는 열방출률 예측모델을 이용하여 전산해석을 수행하였다. 복합소재 고체 가연물로는 PU폼과 PP, 철재로 대부분 구성되어있는 영화관 의자를 선정하였다. FDS에서 제공되는 열방출률 예측방법을 단순모델과 열분해 모델로 구분하고 각각의 모델을 적용하여 동일한 조건에서 전산 해석한 결과, 열분해 모델을 통해 예측된 열방출률과 화재성장율이 단순모델을 이용하는 경우에 비해 ISO 9705 룸 코너 시험을 통해 측정된 결과와 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

건축물 화재시 개구분출화염으로 인한 상층부로의 화재확대 위험성평가 방법 구축 (Establishment of the Method for Evaluating the Risk of Fire Spread to the Upper Floors due to Ejected Flame from an Opening in the Building Fires)

  • 신이철
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2020년도 봄 학술논문 발표대회
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    • pp.216-217
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    • 2020
  • As the fire inside the building grows rapidly, ejected flame from an opening occurs due to flashover. As a result, the number of cases where the flame spreads to the exterior of the building and rapidly expands to the upper floor is increasing. In particular, in the case of the fire in the Daebong Green Apartment, Uijeongbu in 2015, it was a case where the flame spread to adjacent buildings due to the opening eruption flame from the first ignited building, causing great damage to three apartments. Therefore, this study is to introduce an international standard under development that estimates the shape and properties of the ejected flame from an opening and quantitatively evaluates the radiant heat flux received by the exterior wall of the building by assuming the occurrence of the ejected flame from an opening.

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전기식 냉동기에서 냉매의 공급온도에 따른 액화천연가스의 톤당 냉열 가격 산출에 대한 연구 (A Study on the Price Evaluation Per 1 Ton of Liquefied Natural Gas According to the Refrigerants Supply Temperature in the Electric Refrigerator)

  • 김영우;박일수;조정호
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제30권5호
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    • pp.473-477
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    • 2019
  • In this paper, cold heat price contained in the 1 ton/h of LNG has been evaluated using PRO/II with PROVISION release 10.2 from Aveva company when LNG is used to liquefy several refrigerants instead of using vapor recompression refrigeration cycle. Normal butane, R134a, NH3, R22, propane and propylene refrigerants were selected for the modeling of refrigeration cycle. It was concluded that LNG cold heat price was inversely proportional to the refrigerant supply temperature, even though LNG supply flow rate is not varied according to the refrigerant supply temperature.

음파를 이용한 연소 안정성 개선에 관한 연구 (A Study of Improving Combustion Stability with Sonic Wave Radiation)

  • 민선기
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권8호
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    • pp.401-406
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    • 2020
  • 자동차에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물은 요사이 문제가 되는 미세먼지의 주요 요인 중 하나이다. 질소산화물(NOx)은 고온 조건에서 연소가 진행될 때 발생하므로 연소시 온도를 낮추는 방법으로 발생을 억제하고 있다. 자동차에서는 일반적으로 배기가스 재순환(EGR)을 사용하여 연소 온도를 낮추는 방법으로 감소시킨다. 그러나 EGR 비율이 높아질수록 NOx의 양은 저감되나 연소 안정성의 하락으로 인한 불완전연소 가능성의 증가로 일산화탄소와 미연탄화수소의 양이 증가하여 오히려 오염물질이 증가하는 문제를 발생시킬 수 있다. 여기에서는 연료 입자에 음파를 조사하여 연료 입자의 운동성을 향상시켜 연소가 원활히 진행되게 하여 연소의 안정성을 향상시키는 방안에 대하여 해석적 및 실험적 방법으로 연구하였다. 해석적 방법으로는 유동해석 소프트웨어를 사용하여 연료 입자에 다양한 주파수의 음파를 조사하여 연료 입자의 움직임 변화에 대한 연구를 진행하였다. 해석 결과, 작은 연료 입자의 조건에서는 고주파의 음파에 의해 영향을 많이 받고, 연료 입자가 큰 조건에서는 저주파의 음파에 의해 영향을 많이 받아 운동성이 증가함을 알 수 있었다. 실험적 방법으로는 연소실을 구성하여 정해진 당량비 조건에서 연소시키며 다양한 주파수의 음파를 조사하며 연소실내 압력을 측정하는 연구를 진행하였다. 측정된 압력으로부터 열방출량을 계산하면 연소의 진행 상황에 대한 정보를 얻을 수 있는데, 실험 결과 초기 연소시 상대적 저주파 조사 조건에서 열방출량이 증가한 것을 확인할 수 있었다.

룸코너 시험을 이용한 배관용 보온재의 난연성능 분석 (Evaluation of the Reaction-to-fire Performance of Pipe Insulation Material using Small Room Test)

  • 임옥근;남동군;장효연
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제33권4호
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    • pp.1-8
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    • 2019
  • 천장이나 배관에 설치된 보온재의 연소로 인해 화재가 확산되는 사례가 발생함에 따라 수계소화설비의 배관보온재는 난연재료 성능 이상의 것을 사용하고 있다. 배관보온재의 일부분을 시편으로 가공하여 난연성능을 평가하고 있지만 설치환경을 고려한 실규모시험을 통한 평가는 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 국내에서 널리 사용되고 있는 발포폴리에틸렌폼 및 고무발포보온재를 실규모 시험기준인 ISO 20632에 따라 시험하고 유럽의 난연성능 분류 기준과 비교하였다. 배관보온재 재료별로 상이한 난연성능을 보였으며, 특히 발포폴리에틸렌폼보온재의 경우 시공방법에 따라 화재성장율 및 열방출율이 달라졌다. 화재발생 시 배관보온재로 인한 연소확산을 지연시키기 위해서는 설치하는 대상공간의 특성을 고려한 난연성능 적용이 필요하며, 시공 시 사용하는 접착제와 테이프 등 부자재의 난연성 또한 고려해야 함을 확인할 수 있었다.

경사터널내 화재 발생시 경사도가 임계속도에 미치는 영향에 관한 연구 (An Experimental Study on the Critical Velocity Considering the Slope in Tunnel Fire)

  • 김승렬;장용준;유홍선
    • 한국철도학회논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.7-12
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    • 2008
  • 본 연구에서는 경사각에 다른 임계속도 변화를 파악하기 위하여 축소모형 실험을 수행하였다. Froude 상사를 사용하여 1/20 축소모델 시험을 수행하였고, 화원은 메탄올, 아세톤, 헵탄을 연료로하여 Akinson과 Wu가 사용한 가스버너가 아닌 배연속도에 따라 달라지는 정사각형 풀을 사용하였으며, 터널의 각도는 $0^{\circ}$, $2^{\circ}$, $4^{\circ}$, $6^{\circ}$, $8^{\circ}$에 관하여 실험을 수행하였다. 발열량과 온도는 로드셀과 K-type 열전대를 사용하여 측정하였다. 실험결과 발열량 변화를 고려하지 않은 Atkinson과 Wu의 실험결과 보다 배연속도에 따른 발열량이 변화하는 풀화재를 사용한 경우가 더 큰 기울기 값을 얻었다. 따라서 배연속도는 화원의 연소율 변화에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 경사터널화재 발생시 연소율의 변화에 따른 임계속도의 영향을 고려하는 것이 중요하다.

3상 GIS Busbar내 자연대류에 대한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on Natural Convection in A Three-Phase GIS Busbar)

  • 왕양양;한성진;김중경;강상모
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.107-108
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    • 2008
  • The temperature rise of GIS (Gas Insulated Switchgear) busbar system is a vital factor that affects its performance. In this paper, a two-dimensional model is presented by commercial code CFX11 for the evaluation of natural convection in the busbar system. In the model, SF6 (Sulfur Hexafluoride) is used to insulate the high voltage device and improves the heat transfer rate. The power losses of a busbar calculated by the magnetic field analysis are used as the input data to predict the temperature rise by the nature convection analysis. The heat-transfer coefficients on the boundaries are analytically calculated by applying the Nusselt number considering material property and model geometry for the natural convection. The temperatures of the tank and conductors from CFX simulation and the experiment were compared. The results show a good agreement. In the future, we will calculate the 3-D model and try to reduce the temperature by adjusting some dimensional parameters.

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붕소/실리콘 졸로 도포된 목재의 열위험성 평가 (Heat Risk Assessment of Wood Coated with Boron/Silicone Sol)

  • 진의;정영진
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제33권3호
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    • pp.9-20
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    • 2019
  • 본 연구는 붕소/실리콘 화합물을 건축 내장재용 목재에 도포한 후 화재위험성을 열 위험성에대하여 화재성능지수와 화재성장지수를 중심으로 조사하였다. 화합물은 Boric acid와 Boronic acid 유도체를 Tetraethoxyorthosilicate와 반응시켜 합성하였다. 열방출 성질은 Cone calorimeter (ISO 5660-1)를 사용하여 측정하였으며 편백나무를 사용하였다. 화재강도는 외부 열 유속(External heat flux)을 50 kW/㎡로 고정시켰다. 연소시킨 후 측정된 화재성능지수는 편백나무와 비교하여 Boric acid/silicone (BA/Si) sol이 1.6배, Isobutylboronic Acid/silicone 졸 (IBBA/Si)과 Phenyl boronic acid/silicone 졸 (PBA/Si)은 각각 1.1배 증가하였다. 화재성능지수에 의한 화재위험성은 BA/Si < IBBA/Si ≈ PBA/Si 순으로 증가하였다. 화재성장지수는 편백나무와 비교하여 BA/Si와 IBBA/Si는 각각 94%, 8% 감소하였고 PBA/Si는 17% 증가하였다. 화재성장지수에 의한 화재위험성은 BA/Si < IBBA/Si < PBA/Si 순으로 증가하였다. 화재위험성을 종합적으로 평가하면 BA/Si < IBBA/Si < PBA/Si 순으로 높았다.

모형연소기에서 연료-공기의 혼합정도 및 당량비가 NOx 배출과 열 방출량에 미치는 영향에 대한 연구 (Effect of the Degree of Fuel-Air Mixing and Equivalence Ratio on the NOx Emission and Heat Release in a Dump Combustor)

  • 조봉국;최도욱;김규보;장영준;송주헌;전충환
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제33권9호
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    • pp.658-665
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    • 2009
  • Lean premixed combustors are used for significant NOx reduction which one of issues in current gas turbine combustor. This study was investigated to estimate the effects of the unmixedness of fuel-air, equivalence ratio on the instability mechanism, NOx emission and combustion oscillation in a lean premixed combustor. The experiments were conducted in a dump combustor at atmospheric pressure conditions using methane as fuel. The swirler angle was $45^{\circ}$, the degrees of fuel-air mixing were 0, 50 and 100 and inlet temperature was 650K. The equivalence ratio was ranging from 0.5 to 0.8. This paper shows that NOx emission was increased when the degree of fuel-air mixing is increased in same equivalence ratio and when equivalence ratio is increased. And the range of the combustion instability was enlarged as a function of increasing of the degree of fuel-air mixing.