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[국내논문] 소형선박 기관실의 자연발화 방지를 위한 환기조건에 관한 연구
A Study on the Ventilation Conditions for the Prevention of Spontaneous Combustion of Small Ship Engine Room 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.22 no.4, 2008년, pp.11 - 19  

박찬수 (목포해양대학교 기관시스템공학부)

초록
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소형선박 기관실의 자연발화 방지를 위한 적합한 환기조건을 제시하기 위하여 급, 배기구 수와 위치를 변화시키면서 나타나는 유동장과 온도장을 CFD시뮬레이션을 수행하여 분석하였다. 급, 배기구 수와 위치에 따라 유동형태가 상이하게 나타났으며, 배기구를 천장에 배치시킬 경우는 세로대칭선에 대해 좌우 측천장의 중앙에 위치하는 것이 열 제거에 더 효과적임을 알 수 있었다. 급, 배기구 수를 증가시킬 때는 배기구수를 증가시키는 것이 더 적합한 환기조건이며, 소형선박 기관실의 자연발화방지에 가장 적합한 환기조건은 급기구는 가로대칭선에 대해 전후 측 천장의 중앙에, 배기구는 양측 벽 중앙에 배치시키는 경우로 예측되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to show the most suitable ventilation conditions for the prevention of spontaneous combustion of small ship engine room, We have performed CFD simulation and analyzed flow and temperature fields. The flow patterns indicated differently according to the number and location of supply and exha...

Keyword

#Ventilation conditions   #Small ship's engine room   #Temperature fields  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 연근해를 운항하는 소형선박 기관실의 환기조건에 관련된 연구는 전무한 실정이며 이에 대한 기초적인 연구의 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 소형선박의 기관실의 환기조건이 기관실 내의 유동 및 온도분포에 미치는 영향을 분석하여 적합한 급, 배기구 위치와 수 및 기관실 자연발화의 방지 측면에서 적합한 환기조건을 제시하고자 한다.
  • 소형선박 기관실의 자연발화를 예방하는데 적합한 환기조건을 제시하기 위하여 수치적 연구를 수행하였다. 환기조건에서 급, 배기구 수와 위치를 변화시키면서 유동장과 온도장을 분석한 결과 다음과 같은 결론들을 얻을 수 있었다.

가설 설정

  • 열제거에 필요한 공기량은 배용수등10)이 제시한 계산식을 이용하였다. 또한 기관실 중앙에 위치하는 엔진에서는 엔진마력에 상당하는 일정한 열유속(3.5 kW/m2, 배용수등10)이 제시한 계산식을 이용)이 방사되는 것으로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
소형선박의 구조 및 설비기준에서 통풍장치 설치에 관련된 실태는? 소형선박의 구조 및 설비기준에 따르면 선원실과 선교 및 기관구역에는 통풍시킬 수 있는 적당한 통풍장치를 설치하도록 규정하고 있다. 이 규정에 따라 대부분의 연근해어선, 연안 화물선 및 여객선에서는 기관실 통풍장치를 조선소 및 선주의 경험에 따라 적절하다고 판단되는 장치를 설치하고 있는 실정이며 특히 소형선박을 포함한 70~100톤급 근해어선은 기계식 통풍장치를 설치하지 않고 자연식 통풍장치를 설치하는 경우도 있어 기관실의 통풍상태가 열악한 상황일 수밖에 없는 실정이다. 기관실의 통풍상태가 좋지 않을 경우는 기관실의 온도가 상승함에 따라 화재의 위험성이 증가할 뿐 아니라 기관의 출력이 저하됨으로서 일정한 선속을 유지하기 위해 엔진출력을 더 증가시켜 결과적으로 기관실의 온도를 더욱 높게 하는 요인이 되어 화재의 위험성은 더 증가하게 된다.
기관실의 통풍상태좋지 않은 경우에 전복사고의 원인이 되는 이유는? 기관실의 통풍상태가 좋지 않을 경우는 기관실의 온도가 상승함에 따라 화재의 위험성이 증가할 뿐 아니라 기관의 출력이 저하됨으로서 일정한 선속을 유지하기 위해 엔진출력을 더 증가시켜 결과적으로 기관실의 온도를 더욱 높게 하는 요인이 되어 화재의 위험성은 더 증가하게 된다. 또한 기관실의 온도를 낮추기 위하여 기관실 출입문을 개방하고 항해하는 경우도 있어 갑작스러운 횡요나 황천 시에 기관실이 침수됨으로서 기관고장이나 침수에 의한 복원력 상실로 전복사고의 원인이 되기도 한다. 따라서 소형선박 기관실의 적절한 통풍장치의 설치로 기관실 온도상승에 의한 화재의 위험요소를 미연에 방지하여 해난사고의 원인을 제거할 필요성이 있다.
기관실의 통풍상태가 좋지 않은 경우에 화재의 위험성이 증가하는 이유는? 이 규정에 따라 대부분의 연근해어선, 연안 화물선 및 여객선에서는 기관실 통풍장치를 조선소 및 선주의 경험에 따라 적절하다고 판단되는 장치를 설치하고 있는 실정이며 특히 소형선박을 포함한 70~100톤급 근해어선은 기계식 통풍장치를 설치하지 않고 자연식 통풍장치를 설치하는 경우도 있어 기관실의 통풍상태가 열악한 상황일 수밖에 없는 실정이다. 기관실의 통풍상태가 좋지 않을 경우는 기관실의 온도가 상승함에 따라 화재의 위험성이 증가할 뿐 아니라 기관의 출력이 저하됨으로서 일정한 선속을 유지하기 위해 엔진출력을 더 증가시켜 결과적으로 기관실의 온도를 더욱 높게 하는 요인이 되어 화재의 위험성은 더 증가하게 된다. 또한 기관실의 온도를 낮추기 위하여 기관실 출입문을 개방하고 항해하는 경우도 있어 갑작스러운 횡요나 황천 시에 기관실이 침수됨으로서 기관고장이나 침수에 의한 복원력 상실로 전복사고의 원인이 되기도 한다.
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참고문헌 (10)

  1. 선박기술협회, "선박설비기준 개선방안연구", 해양수 산부보고서(2006) 

  2. 박원철, 김재일, "유출구부의 위치와 크기에 따른 천 장의 온도분포에 관한 수치연구", 한국산업안전학회지, 제16권 제2호, pp.7-12(2001) 

  3. 이혁, 서형균, "선박의 기관실 통풍해석", 대한조선학회지, 제41권 제5호, pp.63-69(2004) 

  4. 김경환, 최호선, 이감규, 한화택, 권용일, "사무실에서 의 환기용 급/배기구 위치에 따른 실내 공기환경 특 성", 대한설비공학회 하계학술발표대회 논문집, pp.734-738(2004) 

  5. 강영모, 한화택, "보조급배기 방식에 의한 주방환기 시스템의 성능", 대한설비공확회 하계학술대회논문집, pp.707-713(2001) 

  6. 송규선, 조영진 외 "환기시스템 방식에 따른 지하주 차장의 환기효율", 공기조화 냉동공학회 동계학술발 표회 논문집, pp.355-362(1999) 

  7. 최석호, 이관수, "Dry Room내의 환기성능 개선에 대 한 연구", 대한설비공학회 동계학술발표회 논문집, pp.650-655(2001)` 

  8. Kato, S. and Murakami, S., "Numerical study on diffusion in a room with a locally balanced supplyexhaust airflow rate system", ASHRAE Transactions, Vol.98 Part 1, pp.218-238(1992) 

  9. 선박기술협회, "무인기관실에 효과적인 자동소화장치 개발 연구", 해양수산부 보고서(2005) 

  10. 배용수, "Diesel 기관이 설치된 선박에 있어서의 기 관실내 Heat Generation과 Ventilation장치", 기술현대, 제8권 제2호, pp.57-62(1988) 

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