[논문]부유 분진의 정전압에 의한 최소착화에너지 위험성평가

한우섭

doi:10.9713/kcer.2021.59.3.359

초록
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본 연구에서는 분진의 착화 특성 및 정전기 위험성 평가법을 실험적으로 조사하였다. 착화에너지 시험은 PE(HD), PE(LD), PMMA 분진에 대해 MIKE-3장치를 사용하여 실시하였다. PE (HD)의 경우 약 8 ms의 일정 시간 경과 후에 분진운의 착화 화염이 형성되고, 착화원 중심부에서는 화염 핵이 관찰되지 않았다. 분진의 분산 횟수가 증가함에 따라 정전압이 증가하고 분진 농도에 따른 정전압 발생 증가율은 PMMA, PE(LD), PE (HD) 순으로 가장 높았다. PE(HD) 분진의 분산 조건이 정전압에 미치는 영향을 조사하였으며, 분산 횟수가 많아질수록 정전압이 증가하였고 동일한 분산 횟수에서는 분진 농도가 높아질수록 정전압이 증가하였다. 정전기 착화에 의한 화재폭발사고 예방을 위한 안전 정전압은 PE(HD), PE(LD)-1, PE(LD)-2, PMMA에 있어서 각각 2.58, 44.72, 25.82, 8.16 kV로 추정되었다. 정전압 측정자료를 사용하여 정전기 착화 위험성을 효율적으로 조사하여 최소착화에너지를 추정하는 방법을 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated experimentally the ignition characteristic of dust and the hazard evaluating for electrostatic discharge. The ignition energy experiments were performed on sample dusts such as PE(HD), PE(LD), PMMA using the MIKE-3 apparatus. The formation of flame during the ignition of PE(HD) dust ...

We investigated experimentally the ignition characteristic of dust and the hazard evaluating for electrostatic discharge. The ignition energy experiments were performed on sample dusts such as PE(HD), PE(LD), PMMA using the MIKE-3 apparatus. The formation of flame during the ignition of PE(HD) dust clouds occurred after the delay time of about 8 ms, and the flame kernels were not observed in center of ignition occurrence area. The voltage increased with increasing the number of dust dispersions and the increase rate of measured voltage with dust concentration was the highest in the order of PMMA, PE(LD) and PE(HD). For the effect of dispersion condition on the voltage in PE(HD) dust, the results were obtained that the voltage increased as the number of dispersions increased and as the concentration increased under the same dispersion number. The safety voltages to prevent fire and explosions by electrostatic ignition were estimated that PE(HD), PE(LD)-1, PE(LD)-2, and PMMA were 2.58, 44.72, 25.82, and 8.16 kV, respectively. We proposed the method for estimating the minimum ignition energy by using the measured voltage data for efficient investigation of electrostatic ignition hazard.

주제어

표/그림 (16)

표 Table 1. Particle distribution of samples
그림 Fig. 1. Scheme and MIKE-3 apparatus for minimum ignition energy (MIE).
표 Table 2. MIE and statistic MIE(Es) of dust clouds
표 Table 3. Measurement conditions of electrostatic discharge in dust clouds
그림 Fig. 2. Flame propagation and ignition of suspended particles in PE (HD)-air mixture by high-speed video camera (1000 frames/s).
그림 Fig. 3. Variations of ignition energy with concentration of dust sam-ples.
그림 Fig. 4. Method for estimation of PE(HD) capacitance.
표 Table 4. MIE measurement result of samples
그림 Fig. 5. Comparison of experimental and calculated volatage using estimated capacitance of PE (HD).
그림 Fig. 6. Measurement results of voltage with dust concentration.
그림 Fig. 7. Variation of voltage with concentration and dispersion time of PE (HD) dust.
그림 Fig. 8. Voltage corresponding to MIE with PE (HD) dust concen-tration.
그림 Fig. 9. Voltage corresponding to MIE with PE (LD)-1 dust concen-tration.
그림 Fig. 10. Voltage corresponding to MIE with PE (LD)-2 dust concen-tration.
그림 Fig. 11. Voltage corresponding to MIE with PMMA dust concentra-tion.
표 Table 5. MIE and MIE(Es) of samples

참고문헌 (12)

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