$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

폭발에 따른 최대과압 및 충격량 평가
Evaluation of Peak Overpressure and Impulse Induced by Explosion 원문보기

화약·발파 = Explosives & blasting, v.34 no.4, 2016년, pp.28 - 34  

윤용균 (세명대학교 소방방재학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

화약류, 인화성 액체와 가스 또는 먼지 등의 폭발에 의해 유발된 폭발효과를 평가하는데 경험적모델, 현상학적모델 및 전산유체역학모델이 사용된다. 경험적모델의 한 종류인 TNT등가법은 사용이 매우 단순하기 때문에 현재까지도 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 TNT 폭발 실험으로부터 얻어진 최대과압-환산거리 곡선과 환산충격량-환산거리 곡선을 피팅하여 새로운 회귀식을 유도하였다. 폭발성 물질의 TNT 등가질량만 알면 본 연구에서 유도한 회귀식을 이용하여 거리에 따른 최대과압과 충격량을 평가하는 것이 가능하다. TNT등가법의 한 성분인 수율계수의 크기를 달리하여 최대과압을 구한 결과 압력의 증가가 급격히 나타나는 폭원으로부터 근접한 거리에서는 수율계수에 따라 최대과압의 차가 크게 발생하는 반면에 거리가 증가함에 따라 그 차이는 감소하는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Empirical model, phenomenological model, and CFD model have been used to evaluate the blast effects produced by explosion of explosives, flammable gas and liquid or dust. TNT equivalence method which is one of empirical models has been widely used as it is simple. In this study, new peak overpressur...

주제어

#TNT등가법   #최대과압   #충격량   #환산거리  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

제안 방법

  • 1) 폭발성 물질의 TNT 등가질량을 계산하면 거리에 따른 최대과압과 충격량을 손쉽게 평가할 수 있도록 기존에 발표된 TNT 폭발에 따른 최대과압-환산거리 곡선과 환산충격량-환산거리 곡선을 피팅하여 회귀식을 구하였다.
  • 이송 파이프의 파열에 따라 누출된 LPG 양은 4760 kg으로 평가되었다. TNT 등가질량을 구하는데 필요한 프로판과 TNT의 연소열은 각기 46010, 4760 (kJ/kg) 로 하였다. η를 0.

대상 데이터

  • 예로써 1984년에 발생하여 550명이 사망한 멕시코 PEMEX LPG 터미널 폭발사고를 분석하였다. 이송 파이프의 파열에 따라 누출된 LPG 양은 4760 kg으로 평가되었다.

데이터처리

  • 2) TNT 등가질량만 계산하면 특정 거리에서의 최대과압과 충격량을 나타낼 수 있는 최대과압-충격량-거리 특성곡선 회귀식을 구하였다.
  • 본 연구에서는 폭발에 따른 최대과압 및 충격량(impulse)을 평가하기 위해서 TNT등가법을 적용하였다. 기존 문헌에 발표된 TNT 폭발에 따른 최대과압-환산거리 곡선과 환산충격량환산거리 곡선을 피팅하여 회귀식을 구한 후 폭발에 따른 최대과압을 구하기 위해서 가장 많이 사용되는 KingeryBulmash 다항식(UNODA, 2015)을 통해 얻어진 결과와 비교하였다.

이론/모형

  • 6에 나타나 있다. Kingery-Bulmash 다항식을 이용한 최대과압의 평가는 UN에서 제공하는 계산틀을 이용하였다(http//:www.un.org).
  • 고체 폭발성 물질, 먼지 및 가스 등의 폭발에 따른 최대과압과 충격량을 평가하기 위해서 TNT등가법을 적용하였다. 얻어진 결과는 다음과 같다.
  • 폭발이 구조물에 미치는 영향을 평가하기 위해서는 폭발파에 의한 최대과압을 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 폭발에 따른 최대과압 및 충격량(impulse)을 평가하기 위해서 TNT등가법을 적용하였다. 기존 문헌에 발표된 TNT 폭발에 따른 최대과압-환산거리 곡선과 환산충격량환산거리 곡선을 피팅하여 회귀식을 구한 후 폭발에 따른 최대과압을 구하기 위해서 가장 많이 사용되는 KingeryBulmash 다항식(UNODA, 2015)을 통해 얻어진 결과와 비교하였다.
  • 국내 폭발 사고의 경우 화약류과 관련된 폭발사고를 제외하면 대부분 증기운 폭발이라고 할 수 있다. 증기운 폭발을 모사하는 방법으로는 경험적모델(empirical model), 현상학적모델(phenomenological model) 및 전산유체역학모델(CFD model)이 사용된다. 경험적 모델은 실험 결과로부터 얻어진 상관관계를 이용하여 폭발을 해석하는 방법으로써 대표적으로 TNT등가법(TNT equivalence method), 다중에너지(Multi-energy method), Baker-Strehlow법 등이 자주 사용된다.
  • 7에는 충격량을 구한 결과가 표시되어 있다. 최대과압과는 다르게 충격량의 경우에는 KingeryBulmash 다항식을 이용하여 구한 값이 회귀식((9)식)을 이용하여 계산한 값보다 큰 것으로 나타났다. 25 m 지점에서 Kingery-Bulmash 다항식을 이용하여 구한 충격량은 회귀식을 이용하여 구한 값보다 1.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
증기운 폭발이란? 군내에서 발생하는 폭약류 폭발사고를 제외하면 국내 폭발사고의 대부분은 가정, 상업건물, 가스저장소, 유류취급소, 화학공장 등에서 인화성가스 또는 인화성액체가 누출되면서 발생하는 증기운 폭발이다. 증기운 폭발이란 저장용기에서 누출된 액화인화성가스 또는 인화성액체가 증발하여 주변공기와 혼합되면서 가연성혼합기 구름을 형성하고, 이 증기운의 농도가 폭발한계에 도달하면 점화원에 의한 에너지 공급으로 인해 폭발하는 현상이다(Assael and Kakosimos, 2010; Eckhoff, 2016). 대표적인 국내 폭발사고로는 28명이 숨진 우암상가아파트 붕괴사고(1993년 발생), 12명의 사망자를 낸 아현동 도시가스 폭발사고(1994년 발생), 101명의 최악의 사망자를 낸 대구도시가스 폭발사고(1995년 발생), 6명의 사망자가 발생한 인천 부평구 LP가스 폭발사고 등을 들 수 있다(소방방재청, 2011).
국내 폭발사고의 특징은? 화약을 포함한 폭발성 고체화합물의 폭발, 액화압축가스와 액체인화물의 증발에 따른 증기운(vapor cloud) 폭발, 먼지 폭발 등이 대표적인 폭발사고로 생각할 수 있다. 군내에서 발생하는 폭약류 폭발사고를 제외하면 국내 폭발사고의 대부분은 가정, 상업건물, 가스저장소, 유류취급소, 화학공장 등에서 인화성가스 또는 인화성액체가 누출되면서 발생하는 증기운 폭발이다. 증기운 폭발이란 저장용기에서 누출된 액화인화성가스 또는 인화성액체가 증발하여 주변공기와 혼합되면서 가연성혼합기 구름을 형성하고, 이 증기운의 농도가 폭발한계에 도달하면 점화원에 의한 에너지 공급으로 인해 폭발하는 현상이다(Assael and Kakosimos, 2010; Eckhoff, 2016).
외국의 대표적인 폭발사고 사례는? 외국의 경우에도 국내와 유사한 폭발사고가 발생하고 있으나, 테러리스트에 의한 폭탄 공격에 따른 폭발사건이 발생하고 있다는 점이 국내와는 다르다. 대표적인 폭발 사고로는 296명이 사망한 미국 London School 가스폭발사고(1937년 발생), 28명이 사망한 영국 Nypro 화학공장 폭발사고(1974년 발생), 31명이 사망한 프랑스 AZF 비료공장 폭발사고(2001년 발생), 15명이 사망한 미국 Texas city 정유공장 폭발사고(2005년 발생), 15명이 사망한 미국 West 비료공장 폭발사고(2013년 발생), 173명이 사망한 중국 텐진항 폭발사고(2015년 발생) 등을 들 수 있다. 테러리스트에 의한 폭탄 공격은 세계 각지의 분쟁지역에서 빈번하게 발생하고 있지만 6명이 사망한 미국 World Trade Center 폭탄 공격(1993년 발생), 168명이 사망한 미국 Oklahoma city 연방정부청사 폭탄 공격(1995년 발생)이 대표적이다(Lea, 2002; Lobato et al.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (14)

  1. 소방방재청, 2011, 소방방재 주요통계 및 자료, 소방방재청, 294p. 

  2. Alonso, F.D., E.G. Ferradas, J.F.S. Perez, A.M. Aznar, J.R. Gimeno and J.M. Alonso, 2006, Characteristic overpressure-impulse-distance curves for the detonation of explosives, pyrotechnics or unstable substances, J. of Loss Prevention in the Process Industries, Vol. 19, pp. 724-728. 

    상세보기 crossref

  3. Assael, M.J. and K.E. Kakosimos, 2010, Fires, explosions, and toxic gas dispersions, CRC Press, 333p. 

  4. Chock, J.M.K., 1999, Review of methods for calculating pressure profiles of explosive air blast and its sample application, Thesis of Master Degree, Virginia Polytechnic Institute and State University, 126p. 

  5. Eckhoff, R.K., 2016, Explosion Hazards in the Process Industries, Elsevier Inc., 559p. 

  6. Formby, S.A. and R.K. Wharton, 1996, Blast characteristics and TNT equivalence values for some commercial explosives detonated at round level, J. of Hazardous Materials, Vol. 50, pp. 183-198. 

    상세보기 crossref

  7. http://en.wikipedia.org, New London School Explosion. 

  8. http://navercast.naver.com, 77년 이리 화약열차 폭발사고 취재기; 다이나마이트에 촛불을? 

  9. http//:www.un.org, Kingery-Bulmash Blast Parameter Calculator. 

  10. Karlos, V. and G. Solomos, 2013, Calculation of Blast Loads for Application to Structural Components, JRC Technical Reports, 50p. 

  11. Lea, C.J., 2002, A review of the state-of-the-art in gas explosion modelling, Health & Safety Laboratory, 82p. 

  12. Lenoble, C. and C. Durand, 2011, Introduction of frequency in France following the AZF accident, J. of Loss Prevention in the Process Industries, Vol. 24, pp. 227-236. 

    상세보기 crossref

  13. Lobato, J., J.F. Rodriguez, C. Jimenez, J. Llanos, A. Nieto-Marquez and A.M. Inarejos, 2009, Consequence analysis of an explosion by simple models: Texas refinery gasoline explosion case, AFINIDAD, Vol. 66, No. 543, pp. 372-379. 

  14. UNODA, 2015, Formulae for ammunition management, IATG 01.80:2015[E], 19p. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로