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해양플랜트용 H-120급 방화 댐퍼의 열전달 특성에 관한 연구
A Study on Heat Transfer Characteristics of H-120 Class Fire Damper for Offshore Structures 원문보기

한국동력기계공학회지 = Journal of the korean society for power system engineering, v.18 no.2, 2014년, pp.19 - 24  

장성철 (한국폴리텍대학 항공캠퍼스 항공메카트로닉스과) ,  이종환 (한국폴리텍대학 항공캠퍼스 항공메카트로닉스과) ,  이치우 (경남과학기술대학교 자동차공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This research conducts CAE analysis of fire damper and design of damper controlling system. The prediction of the design heat transfer was done the answer of fire damper could be obtained by using continuity equation of damper controlling and orthogonal array. Through the design analysis of optimal ...

주제어

#Fire Damper   #Damper Control   #Heat Transfer   #Offshore Structures  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 H-120급 해양플랜트용 방화 댐퍼의 설계 및 제작을 위한 기초연구로서 방화 댐퍼에 관한 열전달 해석을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 본 연구에서는 이를 위해 해양플랜트용 방화 댐퍼 내에서의 정상상태, 비압축성 유동상태를 3차원 전산유동해석으로 H-120 급 해양플랜트용 방화 댐퍼의 설계 및 제작을 위한 기초연구로서 방화 댐퍼에 관한 열전달 해석을 수행하였다.
  • 3) 일반적으로 열전달을 향상시키면 유체유동의 저항도 동시에 증가된다. 유체유동의 거동을 정확히 예측하여 주어진 유체마찰에 대하여 최선의 열전달성능을 얻을 수 있는 형상을 고려하여 연구를 진행하였다.4-5)

가설 설정

  • 덕트와 방화 댐퍼는 상온상태, 20℃의 분위기 온도에 노출되어 있는 것으로 가정하였으며, 분위기 온도와 고체부 벽면 사이에 대류경계조건을 설정하여 열전달이 이루어지도록 하였다. 또한, 덕트와 방화 댐퍼 내부의 화염 유동과 고체부 간접촉 경계조건을 설정하여 화염과 고체벽면 간 열전달이 이루어 질 수 있도록 묘사하였다.
  • 열의 흐름(flow of heat)이 시간에 따라 변하지 않을 때의 열전달을 정상상태(steady state)라 한다. 본 연구에서는 방화 댐퍼의 블레이드가 화염의 유동을 차단한 이후부터 120분의 시간이 경과된 시점에서의 방화 댐퍼에 관한 온도 분포를 고려하기 때문에 열적 평형상태에 도달한 정상상태라고 가정하였다. 열의 흐름이 시간에 따라 변하지 않으므로, 해석 대상물의 온도와 열하중(thermal loads)도 변하지 않는다.
  • 여기서, ε(0 ≤ ε ≤ 1)은 방사률이다. 본 연구에서는 복사열전달을 고려하지 않았다. 따라서, 보다 보수적인 해석결과가 도출된 것으로 예상된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
해양플랜트용 방화 댐퍼 관한 연구에서 방열성 연구사례는? 해양플랜트용 방화 댐퍼에 관한 실질적인 연구는 최근 들어 본격적으로 시작되어 국내외에서그 결과물들이 다수 발표되고 있다. 965℃에서 가열시간 및 방열성에 60분 견디는 A-60급(class)에 대한 연구로 국한되어 수행되었지만 1,100℃에서 가열시간 및 방열성에 120분 견디는 H-120급에 관한 연구는 수행된 경우가 없는 것으로 조사되었다.3) 일반적으로 열전달을 향상시키면 유체유동의 저항도 동시에 증가된다.
방화 댐퍼는 무엇인가? 화재가 발생하면 방화벽을 통과하는 덕트 등을 통하여 유독가스 및 화염이 순식간에 이동하며, 한 쪽 구역에서 발생한 화재의 영향이 다른 구역으로 영향을 미치게 되는데 이 중 화염에 의한 피해를 방지할 목적으로 불길을 차단하기 위하여 설치되는 댐퍼를 방화 댐퍼(fire damper)라고 한다. 해양 구조물에서의 화재는 선박의 안전을 위협하는 가장 위험한 요소 중의 하나이고, 폭발 시 화염이 발생하더라도 화재가 쉽게 확산되지 않도록 하는 것이 중요하다.
댐퍼의 유량 조절 및 안전기능에 대해서는 무엇이 요구되는가 이러한 해양구조물 및 해양플랜트 산업에 있어서 댐퍼는 필수 설비로 해양플랜트 개발 및 시공 산업이 활발하게 진행됨에 따라 관련기술의 활성화가 예상된다. 댐퍼의 제작은 비교적 단순하나 덕트의 유량조절 및 안전기능에 대해서는 많은 기술적 검토가 요구되어 진다.
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참고문헌 (5)

  1. S. C. Jang, "Analysis CFD/CAE of Fire Damper for Offshore Structures", Proc. of KSMTE 2011 Spring Conf., pp. 375-376. 

  2. S. C. Jang, "Performance Experiment of Fire Damper for Ocean Plants", Proc. of KSMTE 2012 Spring Conf., pp. 222 

  3. H. W. Seo, "A Study on the Fire Resistance Performance Evaluation of Fire Dampers", Proc. of KIFSE 2010 Spring Conf., pp. 90-95 

  4. S. W. Ahn, "The Effect of Rib Shapes on the Heat Transfer in the Rectangular Duct", Proc. of KSPSE 2000 Fall Conf., pp. 132-138 

  5. S. T. Bae, "Effect of Number of Rough Walls on Heat Transfer in the Square Channel with a Uniform Heat Flux", The Korean Society for Power System Engineering, vol.9, no.1, 2005.2, pp. 30-35 

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