본 논문에서는 실제로 사용되고 있는 가스관리소를 실험 모델(1:30)로 상정하고, 이를 축소한 실험 모델에서 가스 폭발 실험을 통하여 그 특성을 연구하고자 하였다. 특히 개구부로부터의 거리와 위치, 개구부의 형태와 크기에 따른 가스 폭발 압력의 등압선을 연구하였다. 폭발압력세기가 가장 큰 점이 곧 폭발등압선에서 가장 긴 단축의 지점이라고 할 수 있고 단축의 길이가 길수록 폭발압력의 영향범위가 더 크며 폭발압력세기각도가 낮을수록 위험하다고 볼 수 있다. 실험을 위해 제작한 원형과 삼각형의 크고 작은 4가지 개구부는 작은 용기에서 1.46%, 4.05% 그리고 큰 용기에서 1.07%, 2.97% 의 개방율을 이루었다. 또한 각각의 원형과 삼각형 개구부의 면적을 같게 하였으며 각 모델마다의 외부 폭발압력 특성을 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. L/D비가 작은 용기 내에서 가스가 폭발할 때 ...
본 논문에서는 실제로 사용되고 있는 가스관리소를 실험 모델(1:30)로 상정하고, 이를 축소한 실험 모델에서 가스 폭발 실험을 통하여 그 특성을 연구하고자 하였다. 특히 개구부로부터의 거리와 위치, 개구부의 형태와 크기에 따른 가스 폭발 압력의 등압선을 연구하였다. 폭발압력세기가 가장 큰 점이 곧 폭발등압선에서 가장 긴 단축의 지점이라고 할 수 있고 단축의 길이가 길수록 폭발압력의 영향범위가 더 크며 폭발압력세기각도가 낮을수록 위험하다고 볼 수 있다. 실험을 위해 제작한 원형과 삼각형의 크고 작은 4가지 개구부는 작은 용기에서 1.46%, 4.05% 그리고 큰 용기에서 1.07%, 2.97% 의 개방율을 이루었다. 또한 각각의 원형과 삼각형 개구부의 면적을 같게 하였으며 각 모델마다의 외부 폭발압력 특성을 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. L/D비가 작은 용기 내에서 가스가 폭발할 때 횡축 폭발영향압력이 5mbar인 지점은 개구부 중심으로부터, 지름이 150mm인 사각형 벤트에서는 620mm이고 같은 넓이의 원형 벤트에서는 600mm로 나타났다. 그러나 L/D비가 큰 용기의 경우는 그 반대 현상이 나타났다. 2. 폭발 등압선은 초기 폭발 시 화염의 순간적인 방출로 인해 밑부분이 더 볼록하며 위로 갈수록 화염의 폭이 좁아지는 형태(대체적으로 타원형)로 나타났다. 3. 용기의 체적에 대한 개구부의 크기가 작을수록 폭발 화염이 외부에 미치는 영향범위가 확연히 줄어들었다. 4. 평균최대폭발영향압력세기각도(타원형의 폭발압력등압선에서 단축의 거리에 대한 높이의 tan각 즉, 영향범위가 가장 세게 퍼지는 점을 연결한 선의 각도)를 보면 높이가 20cm인 용기에서 개구부가 큰 용기와 작은 용기의 경우 각각, 원형에서 52.5° / 46°, 사각형에서 49.5° / 44°이었으며, 40cm용기에서는 원형에서 44° / 42.5°, 사각형에서 42.5° / 40.5°로 나타났다. 5. 용기의 전체면적에 대한 개방율은 특히, 작은 용기에서 64%감소했을 때(4.05%→1.46%) 폭발 화염이 외부에 미치는 영향범위가 원형은 41.7%, 사각형은 44.1% 감소하였다. 결론적으로, 가스 정압실의 구조는 L/D비를 가급적 작게 하고, 벤트는 원형으로 설계해서 가스 폭발 시 피해범위를 최대한 줄이게 하며 폭발화염이 적정시간 내에 빠져 나갈 수 있는 면적이 되도록 설계해야 하겠다.
본 논문에서는 실제로 사용되고 있는 가스관리소를 실험 모델(1:30)로 상정하고, 이를 축소한 실험 모델에서 가스 폭발 실험을 통하여 그 특성을 연구하고자 하였다. 특히 개구부로부터의 거리와 위치, 개구부의 형태와 크기에 따른 가스 폭발 압력의 등압선을 연구하였다. 폭발압력세기가 가장 큰 점이 곧 폭발등압선에서 가장 긴 단축의 지점이라고 할 수 있고 단축의 길이가 길수록 폭발압력의 영향범위가 더 크며 폭발압력세기각도가 낮을수록 위험하다고 볼 수 있다. 실험을 위해 제작한 원형과 삼각형의 크고 작은 4가지 개구부는 작은 용기에서 1.46%, 4.05% 그리고 큰 용기에서 1.07%, 2.97% 의 개방율을 이루었다. 또한 각각의 원형과 삼각형 개구부의 면적을 같게 하였으며 각 모델마다의 외부 폭발압력 특성을 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. L/D비가 작은 용기 내에서 가스가 폭발할 때 횡축 폭발영향압력이 5mbar인 지점은 개구부 중심으로부터, 지름이 150mm인 사각형 벤트에서는 620mm이고 같은 넓이의 원형 벤트에서는 600mm로 나타났다. 그러나 L/D비가 큰 용기의 경우는 그 반대 현상이 나타났다. 2. 폭발 등압선은 초기 폭발 시 화염의 순간적인 방출로 인해 밑부분이 더 볼록하며 위로 갈수록 화염의 폭이 좁아지는 형태(대체적으로 타원형)로 나타났다. 3. 용기의 체적에 대한 개구부의 크기가 작을수록 폭발 화염이 외부에 미치는 영향범위가 확연히 줄어들었다. 4. 평균최대폭발영향압력세기각도(타원형의 폭발압력등압선에서 단축의 거리에 대한 높이의 tan각 즉, 영향범위가 가장 세게 퍼지는 점을 연결한 선의 각도)를 보면 높이가 20cm인 용기에서 개구부가 큰 용기와 작은 용기의 경우 각각, 원형에서 52.5° / 46°, 사각형에서 49.5° / 44°이었으며, 40cm용기에서는 원형에서 44° / 42.5°, 사각형에서 42.5° / 40.5°로 나타났다. 5. 용기의 전체면적에 대한 개방율은 특히, 작은 용기에서 64%감소했을 때(4.05%→1.46%) 폭발 화염이 외부에 미치는 영향범위가 원형은 41.7%, 사각형은 44.1% 감소하였다. 결론적으로, 가스 정압실의 구조는 L/D비를 가급적 작게 하고, 벤트는 원형으로 설계해서 가스 폭발 시 피해범위를 최대한 줄이게 하며 폭발화염이 적정시간 내에 빠져 나갈 수 있는 면적이 되도록 설계해야 하겠다.
In this paper, to estimate how are the external pressure property of gas explosion phenomenon in partial opened space, shape and size of blast pressure were studied from measuring pressure change by distance and position from center of vent area. Also, experiment model was manufactured by reducing a...
In this paper, to estimate how are the external pressure property of gas explosion phenomenon in partial opened space, shape and size of blast pressure were studied from measuring pressure change by distance and position from center of vent area. Also, experiment model was manufactured by reducing a actual gas facility as fixed ratio. This study is for experimental analysis about the change of the explosion pressures according to the change of volume in partial opened space. The quantitative analysis in comparison is conducted for 8 models specified by the volume of explosion vessels, the vent shape and the ratio of open area. It is named as a 'A extent of explosion pressure ' which is the longest diameter point in a parabola made from explosion. More the diameter is longer, the effect and damage from explosion is worse. The experimental models were made including vents which are figured such as square, circle and been 1.46%, 4.05% in small vents, 1.07%, 2.97% in large vents. Also, each vent was same area on same size and the results were gotten like next. 1. More the distance and height were longer, the pressure of flame is getting lower. 2. The figure of the flame contour line showed like a parabola bulging at the bottom. 3. When the flame were released from the vent, at the first, the pressure got to maximum. Especially square vents made more higher pressure than circle vents. 4. When the vent was smaller comparing with volume of a model, the pressure was lower than large vent. 5. The extent angles of explosion pressure were gotten like that ; 52.5° / 46° 49.5° / 44° that were at circle(large/small) and square (large/small) on a 200mm height model, and 44° / 42.5°, 42.5° / 40.5° on 400mm height model. In a conclusion, the gas constant pressure room should has proper low roof to reduce damage by explosion pressure and the vent should be circle and as small as the explosion flame could release in proper time.
In this paper, to estimate how are the external pressure property of gas explosion phenomenon in partial opened space, shape and size of blast pressure were studied from measuring pressure change by distance and position from center of vent area. Also, experiment model was manufactured by reducing a actual gas facility as fixed ratio. This study is for experimental analysis about the change of the explosion pressures according to the change of volume in partial opened space. The quantitative analysis in comparison is conducted for 8 models specified by the volume of explosion vessels, the vent shape and the ratio of open area. It is named as a 'A extent of explosion pressure ' which is the longest diameter point in a parabola made from explosion. More the diameter is longer, the effect and damage from explosion is worse. The experimental models were made including vents which are figured such as square, circle and been 1.46%, 4.05% in small vents, 1.07%, 2.97% in large vents. Also, each vent was same area on same size and the results were gotten like next. 1. More the distance and height were longer, the pressure of flame is getting lower. 2. The figure of the flame contour line showed like a parabola bulging at the bottom. 3. When the flame were released from the vent, at the first, the pressure got to maximum. Especially square vents made more higher pressure than circle vents. 4. When the vent was smaller comparing with volume of a model, the pressure was lower than large vent. 5. The extent angles of explosion pressure were gotten like that ; 52.5° / 46° 49.5° / 44° that were at circle(large/small) and square (large/small) on a 200mm height model, and 44° / 42.5°, 42.5° / 40.5° on 400mm height model. In a conclusion, the gas constant pressure room should has proper low roof to reduce damage by explosion pressure and the vent should be circle and as small as the explosion flame could release in proper time.
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