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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 복사열에 노출된 작업복의 열적 특성을 규명하여 작업자의 안전을 예측할 수 있는 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 그리고 시료의 앞면과 뒷면의 표면온도를 측정할 수 있는 적외선 온도 센서(K-type, IRtc, OMEGA)를시료(290mnml by 120mm) 중앙의 표면으로부터 3cm 떨어진 곳에 설치하였다. 이때 시료의 방사율을 일정하게 하기 위하여 측정 부위를 검은색으로 하였다.
- 곳에 설치하였다. 이때 시료의 방사율을 일정하게 하기 위하여 측정 부위를 검은색으로 하였다. 또한 시료 주위의 온도를 측정하기 위하여 시료 상부에 열전대 3개를 설치하였다.
- 복사열에 노출된 동판 면은 검게 도포하여 흑체(black body)와 거의 비슷하게 만들었으며 동판표면에서의 온도 차를 고려하여 9개의 열전대를 설치하였다. 또한 동판측면으로의 열전도를 차단하기 위하여 두께 20mm의 테프론판으로단열시킨 후 그 위에 두께 10mm의 스티로포움으로다시 한번 단열시켰다. 그리고 최종적으로 알루미늄호일로 복사에 의한 열전달을 차단시켜 동판에 수직한 방향으로만 열전달이 발생하도록 하였다.
- 또한 동판측면으로의 열전도를 차단하기 위하여 두께 20mm의 테프론판으로단열시킨 후 그 위에 두께 10mm의 스티로포움으로다시 한번 단열시켰다. 그리고 최종적으로 알루미늄호일로 복사에 의한 열전달을 차단시켜 동판에 수직한 방향으로만 열전달이 발생하도록 하였다.
- 히터의 온도와 주위 온도 그리고 시료 상부의 온도를 측정하기 위하여 각각 K-type 열전대를 설치하였다.
- 준비된 시료는 시료 고정대에 고정시킨 후 버어니어캘리퍼스를 사용하여 히터에서 시료까지의 거리를 각각 10cm, 20cm, 30cm, 40cm, 50cm 로 변화시키면서 측정하였다. 이때 시료와 히터의 방 열면 그리고 열유속센서의 면은 평행하게 하였다.
- 측정하였다. 이때 시료와 히터의 방 열면 그리고 열유속센서의 면은 평행하게 하였다. 또한 히터와 시료의 대류에 의한 측정오차를 최소화하기 위하여 수평게이지를 사용하여 수평을 맞추었다.
- 이때 시료와 히터의 방 열면 그리고 열유속센서의 면은 평행하게 하였다. 또한 히터와 시료의 대류에 의한 측정오차를 최소화하기 위하여 수평게이지를 사용하여 수평을 맞추었다.
- 이때 투과율은 복사 히터 표면에서 방사되는 열 유속에 대한 작업복 후면에서 방사되는 열유속의 비로 계산하였다. 복사히 터로부터 작업 복까지 의 노출 거리가 멀어질수록 작업복 후면에서 방사되는 투과율은 하작업복 상의(A)와 하의(B)의 경우 40cm까지는 조금씩 감소하다가 40cm 이상에서 급격히 감소하며, 동작업복(C)의 경우 노출 거리가 20cm 이후 급격히 감소한다.
대상 데이터
- 1은 복사열에 노출된 작업복의 열적 특성을 측정하기 위해 제작한 실험 장치의 개략도이다. 실험 장치는 복사 히터, 시료를 고정할 수 있는 시료 고정대, 온도측정장치, 열 유속 측정 장치, 데이터처리장치(2640A, Fluke)로 구분할 수 있다. 실험에 사용한 복사 히터는 석영관 히터를 사용하였다.
- 실험 장치는 복사 히터, 시료를 고정할 수 있는 시료 고정대, 온도측정장치, 열 유속 측정 장치, 데이터처리장치(2640A, Fluke)로 구분할 수 있다. 실험에 사용한 복사 히터는 석영관 히터를 사용하였다.
- 또한 시료 주위의 온도를 측정하기 위하여 시료 상부에 열전대 3개를 설치하였다. 열 유속을 측정할 수 있는 열유속센서(heat flux sensor)는 동판과 테프론판을 사용하여 제작하였다. 복사열에 노출된 동판 면은 검게 도포하여 흑체(black body)와 거의 비슷하게 만들었으며 동판표면에서의 온도 차를 고려하여 9개의 열전대를 설치하였다.
- 열 유속을 측정할 수 있는 열유속센서(heat flux sensor)는 동판과 테프론판을 사용하여 제작하였다. 복사열에 노출된 동판 면은 검게 도포하여 흑체(black body)와 거의 비슷하게 만들었으며 동판표면에서의 온도 차를 고려하여 9개의 열전대를 설치하였다. 또한 동판측면으로의 열전도를 차단하기 위하여 두께 20mm의 테프론판으로단열시킨 후 그 위에 두께 10mm의 스티로포움으로다시 한번 단열시켰다.
- 나타낸 표이다. 실험에 사용한 작업복은 각각 Unifonn A[하(夏)작업복 상의], B[하(夏)작업복 하의], C[동(冬)작업복] 3종류이다. 제시된 물성치는 한국피 복협 동조합에서 제공한 자료이다.
- 실험에 사용한 작업복은 각각 Unifonn A[하(夏)작업복 상의], B[하(夏)작업복 하의], C[동(冬)작업복] 3종류이다. 제시된 물성치는 한국피 복협 동조합에서 제공한 자료이다.
이론/모형
- 설치하여 실내온도로 일치시켰다. 이렇게 제작된 열유속센서의 측정오차를 검증하기 위하여 식 (l) 과 같이 Fourier 열전도 방정식을 적용하였다.
- 하의, 동(冬)작업복을사용하였다. 모든 시료는 AATCC Test Method 135 procedure 日게 준하여 세탁한 후, 온도가 21±1 ℃ 에서 상대습도 65±5%조건에서 24시간 이상 방치한 후 사용하였다.
성능/효과
- Yoo 등7)은 노출시간과 열강도에 따른 복사열 노출 후의 소방보호복의 물리적 특성과 마모 강인 장강 연신 도를 실험적으로 조사하였다. 그 결과소방복의 보호성능의 종합적인 평가를 위해서는 방열성 수치뿐만 아니라 열에 노출 후 제기능성 유지 측면까지 고려해야 함을 밝혔다.
- 히터에서 나오는 복사 열 전달량을 확인하기 위하여 열 유속센서로 시료가 설치되기 전에 측정한 결과가 전력계로 측정한 전원공급량과 5% 이내로 일치함을 확인하였다.
- 1) 작업복의 종류에 관계없이 노줄시간에 따른 작업복 표면의 온도상승은 노출 거리가 가까울수록 급격히 일어나며, 정상 상태 도달 시간은 짧다.
- 2) 작업복의 종류에 관계없이 노출거 리가 멀어질수록 작업복 표면의 온도는 급격히 감소한다. 따라서 작업자의 안전을 위해서는 복사열원으로부터 일정 거리 이상 떨어져 작업하여 할 것으로 사료된다.
- 3) 동작업복의 열투과율은 하작업복상. 하의에 비해 노출거리 10cm에서는 약 15~20%, 노출거리 50cm에서는 41~44% 정도 작다.
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