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문제 정의
- 본 연구는 수치해석을 통해 화재발열량계 내부의 열 유동 및 물질전달 특성을 파악하여 발열량산정의 불확실성에 영향을 미치는 주요 인자들의 특성을 파악하고 측정위치를 최적화하기 위한 측정인자들의 상대적인 기여분을 분석하였다. 본 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다.
- 덕트시스템의 형태에 따라 배관의 마찰손실이나 유동형태가 다르기 때문에 질량유량이 달라 질수 있다. 본 연구에서는 두 가지 형태에 대해 동일한 유동조건을 적용하기 위하여 기준이 되는 수직덕트구조에 대해 주어진 압력조건(∆p = 50Pa)에 대한 측정면에서의 질량유량을 먼저 산정한다. Figure 3에서 보는바와 같이 90° 곡관이 적용된 수평덕트구조에 대해 출구에서의 압력변화에 대한 배기질량유량관계를 도출하고 이를 기초로 수직덕트구조와 동일한 배기질량유량조건을 제공하는 경계에서의 압력조건을 산정한다.
- 본 연구에서는 수치해석을 통해 배기덕트의 형태에 따른 위치별 유동특성과 발열량 산정 변수들의 편차를 수치적으로 해석하여 유동형태에 따른 주요 물성의 상대적 불확실성을 비교분석하므로서 효율적인 발열량 측정을 위한 설계인자들의 개선방향을 제시하고자 한다. 이러한 해석결과를 통하여 화재 발열량계의 설계 및 운용과정에 효율성을 도모하고 신뢰성 높은 발열량 측정을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
- 이러한 연구를 통해 신뢰성 높은 화재발열량계의 구축을 위한 설계과정을 최적화하고 효율적인 시스템 운영을 위한 기초자료로 활용될 수 있으며 발열량 측정의 신뢰성 향상을 위한 화재측정기법의 개선방향을 제시하고자 한다.
- 본 연구에서는 수치해석을 통해 배기덕트의 형태에 따른 위치별 유동특성과 발열량 산정 변수들의 편차를 수치적으로 해석하여 유동형태에 따른 주요 물성의 상대적 불확실성을 비교분석하므로서 효율적인 발열량 측정을 위한 설계인자들의 개선방향을 제시하고자 한다. 이러한 해석결과를 통하여 화재 발열량계의 설계 및 운용과정에 효율성을 도모하고 신뢰성 높은 발열량 측정을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
가설 설정
- 화재 및 덕트내부 유동은 난류유동으로서 부력에 의한 난류 생성 및 소멸을 고려한 수정 k-ε모델이 적용되었으며 밀도변화는 온도만의 함수로 가정하였다.
- . 후드와 덕트벽면에서의 방사율은 0.9를 가정하였으며 외부로의 대류열전달의 영향을 고려하기 위하여 외기와 후드및 덕트표면 사이의 대류열전달 계수는 10W/m2K, 외기온도는 298K으로 가정한다. 후드의 아래쪽은 외기에 개방된 것으로 가정하여 경계면에서의 압력차는 0Pa이며 외기온도는 298K, 유입되는 공기 중 산소의 질량분율 YO2는 0.
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