• 제목/요약/키워드: Soot density

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선박화재시 피난 안전성 연구 (A Study on the Safety Evacuation of Onboard Fire)

  • 김원욱;김창제;채양범
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2010년도 춘계학술대회
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    • pp.59-60
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    • 2010
  • 선박화재는 육상과 달리 숙련된 인원과 다양한 장비에 의한 소화활동이 곤란하며 거의 자체적인 진화작업을 수행해야하므로 소화가 쉽지 않다. 화채는 일반적으로 화염에 의한 인명사고 보다 매연에 의한 질식사의 확률이 높으므로 인명사고 방지하기 위해서는 신속한 초기 진화가 가장 중요하다. 하지만 여러 가지 이유로 부득이 소화가 지연되거나 불가능할 경우에는 화재 구역으로부터 신속한 탈출만이 인명사고를 방지할 수 있다. 이 연구에서는 CFD기법을 이용한 시뮬레이션을 통하여 선박화재시 탈출에 지장이 되는 매연농도를 측정하고 피난시간과 비교하여 적절한 피난이 가능한지에 대한 안전성을 검토하고자 한다.

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배터리 시스템 안전을 위한 이온화 연료의 연소 특성 (Combustion Characteristics of Ionized Fuels for Battery System Safety)

  • 고혁주;이의주
    • 한국안전학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.22-27
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    • 2018
  • Many electronic devices are powered by various rechargeable batteries such as lithium-ion recently, and occasionally the batteries undergo thermal runaway and cause fire, explosion, and other hazards. If a battery fire should occur in an electronic device of vehicle and aircraft cabin, it is important to quickly extinguish the fire and cool the batteries to minimize safety risks. Attempts to minimize these risks have been carried out by many researchers but the results have been still unsatisfied. Because most rechargeable batteries are operated on the ion state during charge and discharge of electricity and the combustion of ion state has big difference with normal combustion. Here we focused on the effect of ions including an electron during combustion process. The effects of an ionized fuel on the flame stability and the combustion products were experimentally investigated in the propane jet diffusion flames. The burner used in this experiment consisted of 7.5 mm diameter tube for fuel and the propane was ionized with th ionizer (SUNJE, SPN-11). The results show that toe overall flame stability and shape such as flame length has no significant difference even in the higher ion concentration. However the fuel ionization affects to the pollutant emissions such as NOx and soot. NOx and CO emissions measured in post flame region decreased by fuel ionization, especially high fuel velocity, i.e. high ion density. TGA analysis and morphology of soot by TEM indicates that the fuel ionization makes soot to be matured.

열필라멘트 CVD에서 전압 인가에 의한 다이아몬드의 핵생성 촉진 (Bias-enhanced Nucleation of Diamond in Hot Filament CVD)

  • 최균;강석중;황농문
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.636-644
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    • 1997
  • The effect of various processing parameters, in particular the substrate and filament temperature, on the nucleation of diamond has been studied for the hot filament CVD process with a negative bias on the substrate. As far as the substrate temperature was maintained around the critical temperature of 73$0^{\circ}C$, the nucleation of diamond increased with increasing filament temperature. The maximum nucleation density of ~ 2$\times$109/$\textrm{cm}^2$ was obtained under the condition of filament temperature of 230$0^{\circ}C$, substrate temperature of 75$0^{\circ}C$, bias voltage of 300V, methane concentration of 20%, and deposition time of 2 hours. This nucleation density is about the same as those obtained in previous investigations. For fixed substrate temperatures, the nucleation density varies up to about 103 times depending on experimental conditions. This result is different from that of Reinke, et al. When the substrate temperature was above 80$0^{\circ}C$, a silkworm~shaped carbon phase was co-deposited with hemispherical microcrystalline diamond, and its amount increased with increasing substrate temperature. The Raman spectrum of the silkworm-shaped carbon was the same as that of graphitic soot. The silkworm-shaped carbon was etched and disappeared under the same as that of graphitic soot. The silkworm-shaped carbon was etched and disappeared under the deposition condition of diamond, implying that it did not affect the nucleation of diamond.

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구획화재의 출입구를 통한 광학적 연기밀도 측정의 불확실성 해석 (Uncertainty Analysis of the Optical Smoke Density Measurement through the Doorway in a Compartment Fire)

  • 김성찬
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제27권2호
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    • pp.75-79
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    • 2013
  • 본 연구는 구획화재의 출입구를 통한 연기밀도를 정량적으로 측정하고 측정기법의 신뢰성을 평가하기 위해 불확실성 해석을 수행한다. 메탄 화재 강도에 따른 축소모형 구획공간의 출입구 상층부를 통해 유출되는 연기 유동에 대해 광소멸 측정을 수행하고 Bouguer's의 법칙을 적용하여 연기밀도를 산정하였다. 광투과율, 경로길이, 질량비광소멸상수에 대하여 연기밀도의 측정 불확실도를 평가하였으며 계산된 연기밀도 측정의 확장불확실도는 20% 정도이며 신뢰수준은 95% 이다. 준정상상태의 화재 발열량에 대하여 출입구에서의 평균 연기밀도를 산정하였으며 구획공간내부의 총괄당량비 증가에 따라 출입구의 연기농도가 선형적으로 증가하는 경향을 보였다.

선박의 거주구역 화재시 연기거동 및 온도변화에 관한 시뮬레이션 연구 (A Simulation Study on Distributions of Smoke and Temperature in Accommdation on Shipboard Fires)

  • 김원욱;김종수;오세진;김성환
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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    • pp.293-294
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    • 2006
  • This paper aims to simulate by FDS(Fire Dynamics Simulator) the distributions of temperature and smoke on fires in accommodations on boards. The paper focuses on analysis of temperature at fire occurrence and soot density. The purpose of this study is to predict the possibility of safe escape and efficient fire extinguishing method using fire simulation results.

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고온, 고압의 분위기 변화가 n-butanol 및 n-heptane 연료의 연소 특성에 미치는 영향 (Effect of High Temperature and Pressure Conditions on the Combustion Characteristics of n-butanol and n-heptane Fuel)

  • 임영찬;서현규
    • 한국분무공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.29-36
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    • 2016
  • The effect of high ambient temperature and pressure conditions on the combustion performance of n-butanol, n-heptane and its mixing fuel (BH 20) were studied in this work. To reveal this, the closed homogeneous reactor model applied and 1000-1200 K of the initial temperature, 20-30 atm of initial pressure and 1.0 of equivalence ratio were set to numerical analysis. It was found that the results of combustion temperature was increased and the ignition delay was decreased when the ambient conditions were elevated since the combustion reactivity increased at the high ambient conditions. On the contrary, under the low combustion temperature condition, the combustion pressure was more influenced by the ambient temperature in the same ambient conditions. In addition, the total mass and the mass density of tested fuels were influenced by the ambient pressure and temperature. Also, soot generation of mixing fuel was decreased than n-heptane fuel due to the oxygen content of n-butanol fuel.

Dimethyl-ether (DME) 연료의 분무, 연소 및 배기 특성에 관한 실험 및 수치해석적 연구 (A Study on the Spray, Combustion, and Exhaust Emission Characteristics of Dimethyl-ether (DME) by Experiment and Numerical Analysis)

  • 박수한;김형준;이창식
    • 한국분무공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.31-37
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    • 2010
  • The aim of this work is to investigate the spray and combustion characteristics of dimethyl-ether (DME) at various injection conditions. The spray characteristics such as spray tip penetration and spray cone angle were experimentally studied from the spray images which obtained from the spray visualization system. Combustion and emissions characteristics were numerically investigated by using KIVA-3V code coupled with Chemkin chemistry solver. From these results, it revealed that DME spray had a shorter spray tip penetration and wider spray cone angle than that of diesel spray due to the low density, low surface tension, and fast evaporation characteristics. At the constant heating value condition, DME fuel showed higher peak combustion pressure and earlier ignition timing, because of high cetane number and superior evaporation characteristics. In addition, the combustion of DME exhausted more $NO_x$ emission and lower HC emission due to the active combustion reaction in the combustion chamber. The result shows that DME had a little soot emission due to its molecular structure characteristics with no direct connection between carbons.

선박구조가 승무원 생존율에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on the Crew's Survival ratio according to ship's structure)

  • 김원욱
    • 한국항해항만학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.423-427
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    • 2010
  • 선박은 충돌로 인한 침수, 화재 등 여러가지 이유로 긴급피난을 감행해야하는 경우가 많다. 특히, 선박의 경우 그 구조의 특성상 좁고 미로같은 복잡한 형태로 구성되어 신속한 탈출이 어렵다. 화재에 의한 인명손상의 경우 연기에 의한 질식사가 대부분을 차지하므로 신속한 탈출은 생존율 향상에 중요한 역할을 한다. 이 연구에서는 선박화재시 연기거동과 가시거리 확보 등에 대해 화재 분석 전용프로그램인 FDS(Fire Dynamic Simulator)를 이용하여 검토한다. 승무원 피난의 경우는 인간행동특성을 고려한 Pathfinder로 검토하였다. 이러한 분석 프로그램을 이용하여 기존 선박구조에 대한 화재확산과 승무원 피난시간을 검토하고 이와 동시에 변경된 구조가 승무원 피난에 미치는 영향을 검토하고자 한다.

작은 풀화재에서의 연기 특성 (Smoke Characteristics of a Small Scale Pool Eire)

  • 이의주;안찬솔;신현준;오광철;이은도
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.58-63
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    • 2005
  • 등유 풀화재의 화염과 연소에 의해 생성되는 연기의 특성에 대해서 조사하였다. 다양한 발열량을 위해 직경을 변하게 할 수 있는 팬버너를 제작하였다. 풀화재를 조사하기 위해 화염 높이와 떨림 주파수를 분석하였다. 실험적으로 풀화염 높이는 이론적 상관관계 증가율과 잘 일치하지만, 정량적으로는 등유의 연소율에 기인하여 과대 평가된 값을 보인다. 연기의 특성을 조사하기 위해 세 가지의 실험방법을 사용하였다. 먼저 가스분석기를 이용하여 연소시 발생되는 주요 가스 농도를 측정하였는데 이산화탄소의 생성과 산소의 소모율은 풀화염의 열방출율에 비례하지만, 일산화탄소의 발생에 대한 경향성은 발견할 수 없었다. 연기의 매연입자를 광감쇄법과 TEM 이미지를 이용하여 특성을 조사하였다 연기밀도는 발열량의 증가에 따라 매우 급격히 증가하였고, 등유 풀화염에서 발생한 매연입자들은 자연적인 연소조건임에도 불구하고 역확산 제트화염에서 생성된 매연과 유사한 형태와 탄화정도를 보임이 관찰되었다.

고압상태에서의 디젤연료분무의 연소 및 매연가스배출 특성 (Combustion and Emission Characteristics of Diesel Spray in High-Pressure Environment)

  • 권영동;김용모;김세원;박신배
    • 한국분무공학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.18-28
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    • 1997
  • The present study is mainly aiming at numerically analyzing the combustion and emission characteristics of the diesel spray in a high-pressure environment. Computations are peformed for the peak chamber pressure with range from 4.08 MPa to 162 MPa. Numerical results indicate that the pressure increase in combustion chamber significantly influences the mechanism for droplet dynamics and mixing characteristics, spray penetration autoignition, flame lift-on height and the propagation or fuel vapor and flame. By increasing the ratio or the ambient density to injected liquid density, the fuel-air mixing rates and the burning rates increase and the $NO_x/soot$ emission level decreases.

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