The explosion phenomenon and hazard estimate of LP gas, the study was examined into variation of oxygen concentration and LP gas concentration. As the result of experiment, the lower explosive limit was decreased as the increased at concentration of LP gas and 21% of oxygen concentration. Minimum ox...
The explosion phenomenon and hazard estimate of LP gas, the study was examined into variation of oxygen concentration and LP gas concentration. As the result of experiment, the lower explosive limit was decreased as the increased at concentration of LP gas and 21% of oxygen concentration. Minimum oxygen concentration was 14.5%. 12.0%, 11.5% at 1.0, 1.5 and 2.0 bar respectively. And maximum explosion pressure was increased for $6.46kg/cm^2,\;9.41kg/cm^2\;and\;13.49kg/cm^2$ according to increased of pressure. The speed of flame propagation was increased as the higher with initial pressure of LP gas.
The explosion phenomenon and hazard estimate of LP gas, the study was examined into variation of oxygen concentration and LP gas concentration. As the result of experiment, the lower explosive limit was decreased as the increased at concentration of LP gas and 21% of oxygen concentration. Minimum oxygen concentration was 14.5%. 12.0%, 11.5% at 1.0, 1.5 and 2.0 bar respectively. And maximum explosion pressure was increased for $6.46kg/cm^2,\;9.41kg/cm^2\;and\;13.49kg/cm^2$ according to increased of pressure. The speed of flame propagation was increased as the higher with initial pressure of LP gas.
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문제 정의
국외에서는 Tsurumi[l()]는 밀폐용기의 가스폭발에 관한 평가 방법과 Ohsawa 등[11]의 고전압 영역에 대한 메탄의 점화한계에 관한 연구 등이 있으나, 국내에서 사용되는 LPG 폭발에 관한 화염전파에 대한 위험성의 연구 자료는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실제 산업 현장, 일반 음식점 및 가정에서 널리 사용되는 연료인 LPG의 폭발특성을 파악하기 위하여 LPG를 시료로 각각 최대폭발압력, 폭발범위 및 폭발한계산소농도를 측정하였으며, 초고속카메라 측정법을 이용하여 폭발 현상 및 폭발속도를 평가함으로서 화재 . 폭발 사고의 예방을 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 실제 산업 현장, 일반 음식점 및 가정에서 널리 사용되는 연료인 LPG의 폭발특성을 파악하기 위하여 LPG를 시료로 각각 최대폭발압력, 폭발범위 및 폭발한계산소농도를 측정하였으며, 초고속카메라 측정법을 이용하여 폭발 현상 및 폭발속도를 평가함으로서 화재 . 폭발 사고의 예방을 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
LP 가스의 폭발특성을 고찰하기 위하여 초기압력변화와 산소농도를 변화시켰을 때의 폭발범위, 최대폭발압력, 최대폭발압력상승속도를 구하고, 이에 따른 폭발 시 화염전파 현상을 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
사용하였다. Shadow 촬영기법은 자연 광이 없는 상태에서 핀홀을 통과하는 광원을 통해 폭발 진행의 그림자를 촬영하여 가연성 물질의 거동을 평가하였다.
이용하여 분석하였다. 가연성 물질의 화염전파에 대한 위험성 평가는 영상을 재생하여 시간의 변화에 따른 폭발현상을 관찰하고, 거리변화에 따라 폭발 진행의 유동속도를 구하였다.
유지할 필요성이 있다. 따라서 본 실험에서는 정밀도의 최적화를 위해 온도 25±2°C, 습도 50±5%의 항온항습실에서 실험을 행하였다. 폭발특성을 측정하기 위한 실험순서는 다음과 같다.
1 Z이며 점화 인가 시에 폭발상태 및 유무를 확인하기 위하여 전면부에 15 mm의 강화유지로 제 작하였다. 또한 가스의 투입 량을 조절하기 위해 디지털 압력계(PG-200-102G Copal Electronic Co., Ltd.)를 장착하였고, 폭발시에 발생되는압력은 압력센서 (PE-30KF, Kyowa Elecronic Co., Ltd.) 로 측정하였다. 착화를 위한 에너지는 용기의 양끝에
주문 제작된 프로그램 TPMeas.를 이용하였으며, 여기서 측정된 데이터를 가지고 최대폭발압력 및 폭발압력상승속도를 산출하였다.
대상 데이터
[12]을 사용하였다. Fig. 1은 본 연구에 사용된 실험 장치의 개략도로써, 원통형 폭발통의 규격은 외경 148mm, 지름 105.4mm, 용기체적 1.1 Z이며 점화 인가 시에 폭발상태 및 유무를 확인하기 위하여 전면부에 15 mm의 강화유지로 제 작하였다. 또한 가스의 투입 량을 조절하기 위해 디지털 압력계(PG-200-102G Copal Electronic Co.
장치에 사용된 광원은 정격용량이 250 W를 사용하였고, 고속카메라로 촬영된 영상은 컴퓨터에 저장하여 PANTOM-630을 이용하여 분석하였다. 가연성 물질의 화염전파에 대한 위험성 평가는 영상을 재생하여 시간의 변화에 따른 폭발현상을 관찰하고, 거리변화에 따라 폭발 진행의 유동속도를 구하였다.
이론/모형
가스폭발 현상을 촬영하기 위한 기법으로는 오목거울을 통해 폭발진행의 그림자를 촬영하는 Shadow 촬영기법을 사용하였다. Shadow 촬영기법은 자연 광이 없는 상태에서 핀홀을 통과하는 광원을 통해 폭발 진행의 그림자를 촬영하여 가연성 물질의 거동을 평가하였다.
본 실험에서 LP 가스의 폭발특성을 측정하기 위한 장치로써 원통형의 용기 내에 혼합가스를 넣고 일정한 에너지로 점화시켜 화염이 전파되어 전체로 확산되는전파법 [12]을 사용하였다. Fig.
성능/효과
1) 산소농도 21%에서 초기 압력을 1.0 bar, 1.5 bar, 2.0bar로 변화시켰을 경우 폭발범위는 각각 2.3~9.5%, 2.2-11%, 2.1~11.8%를 구하였다.
2) 산소농도가 감소함에 따라 폭발하한은 거의 변화가 없으나, 폭발상한은 급격하게 감소하였으며, 최저산소농도는 초기압력 1.0 bar에서 14.5%, 1.5 bar에서 12.0%, 2 bar에서 11.5%를 구하였다.
3) 최대폭발압력은 초기압력이 1.0bar, 1.5bar, 2.0bar 로 증가할 경우 6.46 kg/cm2, 9.41 kg/cm2, 13.49 kg/cm2 를 나타냈다.
4) 최대폭발압력상승속도는 초기 압력이 LObar, 1.5 bar, 2.0bar로 증가할 경우 241.24kg/cm%, 300.21 kg/cm2/s, 515.71 kg/cm%를 나타냈다.
5) 압력변화에 대한 폭발현상을 촬영한 결과 초기압력이 증가함에 있어서 화염전파속도가 증가하였으며, 초기 압력 1.0 bar, 1.5 bar, 2.0bar일 때, 중심부로부터 5 mm인 지점 에서 각각 2.36 m/s, 3.09 m/s, 4.12 m/s를 구하였다.
6) 동일한 압력에서 거리에 대한 유동속도는 전극의 중심에서 용기의 표면으로 진행됨에 따라 느리게 나타났다.
C)는 대단히 중요하다. 따라서 압력변화에 대한 최저산소농도는 Ibai에서 14.5%, 1.5 b取에서 12%, 2.0 bar 에서 11.5%를 구하였으며, 압력이 증가함 따라 M.O.C 가 낮아지므로 가압상태에서는 산소의 농도가 낮음에도 불구하고 폭발이 발생되고 있으므로 공정 운전 중에 압력변화에 대한 위험성의 확보가 이루어져야 될 것으로 사료된다.
12 m/s< 나타내었다. 이와 같이 초기압력이 증가함에 있어서 폭발 진행속도는 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 동일 체적의 용기 내에 존재하는 가연성 물질이 연소 후 더 많은 생성물을 발생시킴으로서 상대적인 입자의 수가 증가하기 때문에 화염의 진행속도가 증가하는 것으로 사료된다.
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