몬테카를로 수치모사법을 이용한 와이어 / 평행판 전기집진기에서의 입자대전 및 집진에 관한 연구 ( Monte-Carlo Simulation of Particle Charging and Collection Characteristics for a Wire-Plate Electrostatic Precipitator )

구재학,이상용,김상수,이진원 대한기계학회 1996 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.- No.-

대기오염 입자의 인테 호흡기내 비대칭 국부침전 특성에 관한 연구

구재학,김종숭 한국대기환경학회 2003 한국대기환경학회지 Vol.19 No.5

Particle deposition in human lungs was investigated theoretically by using asymmetric five-lobe lung model. The volumes of each of the five lobes were different, thereby forming and asymmetric lung structure. The tidal volume and flow rate of each lobe were scaled according to lobar volume. The total and regional deposition with various breathing patterns were calculated by means of tracking volume segments and accounting for particle loss during inhalation and exhalation. The deposition fractions were obtained for each airway generation and lung lobe, and dominant deposition mechanisms were investigated for different size particles. Results show that the tidal volume and flow rate have a characteristic influence on particle deposition. The total deposition fraction increases with an increase in tidal volume for all particle sizes. However, flow rate has dichotomous effects: a higher flow rate results in a sharp increase in deposition for large size particles, but decreased deposition for small size particles. Deposition distribution within the lung shifts proximally with higher flow rate whereas deposition peak shifts to the deeper lung region with larger tidal volume. Deposition fraction in each lobe was proportional to its volume. Among the three main deposition mechanisms, diffusion was dominant for particles<0.5㎛ whereas sedimentation and impaction were most influential for larger size particles. Impaction was particularly dominant for particles>8㎛. The results may prove to be useful for estimating deposition dose of inhaled pollutant particles at various breathing conditions.

화재에 의한 흡입연기의 호흡기 내 침착에 관한 연구

구재학 한국화재소방학회 2007 한국화재소방학회논문지 Vol.21 No.2

호흡기 내에서 유해물질의 체내흡수 및 방어특성은 영역별로 다르며 흡입연기의 장·단기 인체 유해성 은 연기의 호흡기 내 침착위치 및 침착밀도와 밀접한 관계를 가지고 있다. 이 연구에서는 미소부피 위치 추적법을 이용한 입자침착율 계산 기법을 사용하여 휴식 및 가벼운 운동에 해당하는 호흡조건별로 또한 구강 및 비강 호흡별로 각 입자크기에 대하여 호흡기 각 영역별로 단위 면적당 침착분율 등 침착 특성을 구하였다. 이 결과는 연기에 흡착된 유해물질의 체내 흡수량 산정 등에 이용되어 연기의 인체 유해성 판 정에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다. The absorption characteristics of hazardous materials onto human body and defense mechanism differ from each other region within the respiratory tracts, thus adverse health effects of inhaled smokes are associated with not only the concentration but also the location of the particles deposited. In this work, the deposition fraction per surface area and the deposition sites of the smoke particles in human respiratory tracts for each rest and light exercise conditions together with oral and nasal breathing were calculated by using segmental volume tracking method. The results would be used for deriving the amount of absorption of hazardous materials onto human body, thus contribute to the health risk assessments of inhaled fire smokes.

화재 및 호흡조건 변화에 따른 연기입자의 인체 호흡기 내 영역별 침착량 분석

구재학 한국화재소방학회 2019 한국화재소방학회논문지 Vol.33 No.6

Smoke generated in a fire consists of gaseous substances and particulate matter, such as unburned carbon that adsorbedthe gases. Human injury caused by inhalation of gaseous substances present in smoke is mostly short-term, whereas damagecaused by inhalation of particulate matter is relatively a long-term phenomenon depending on the state of the gas-phaseadsorption. The amount and location of the deposited smoke particles are important factors in estimating the damage causedto humans, which are affected by the breathing conditions as well as particle conditions, such as the size and concentrationaffected by the combustion conditions. In this study, in order to understand the characteristics of the deposition of smokeparticles in the respiratory tract related to the study of human smoke inhalation injury, the number and mass concentrationof smoke particles deposited in different areas of the respiratory tract for different fuel types, combustion conditions andbreathing conditions were calculated. In addition, the amount of mass deposition of smoke in the respiratory tract for acertain period of inhalation was compared with the atmospheric standard of fine dust. 화재 시 발생하는 연기는 가스상 물질과 이들을 흡착한 미연탄소 등의 입자상 물질로 이루어져 있다. 연기 중 가스상 물질의 흡입에 의한 인체피해는 대부분 단기적으로 이루어지는 데 비하여 입자상 물질의 흡입에 의한 피해는가스상의 흡착상태에 따라서 상대적으로 장기적으로 이루어진다. 입자상 물질이 호흡기벽에 침착하여 호흡기 및 순환기 계통에 영향을 미치는 것과 관련하여, 침착되는 연기입자의 양과 호흡기 내 침착위치는 인체피해 산정의 중요한 요소인데, 이들은 연소조건에 영향을 받는 크기 및 농도 등 입자상태와 함께 호흡조건에 영향을 받는다. 이 연구에서는 화재 시 발생하는 연기의 흡입에 의한 인체피해 연구와 관련된 호흡기 내 연기입자 침착특성 파악을 위하여연료종류, 연소조건 및 호흡조건에 따라 호흡기 내 영역별로 침착되는 연기입자의 입경에 따른 개수 및 질량 농도를구하였다. 또한 각 조건별로 흡입연기의 일정기간 동안 호흡기 내 질량 침착량을 대기환경 미세먼지 기준치와 비교분석하였다.

다양한 화재조건에서 플라스틱 종류에 따른 연기입자의 크기분포 변화 측정

구재학,황철홍 한국화재소방학회 2017 한국화재소방학회논문지 Vol.31 No.6

Most fire victims succumb to smoke inhalation, and fire smoke toxicity from interior materials is increasing with increaseduse of plastics. Large amounts of hazardous effects of smoke are related to deposition of smoke particles in respiratory tracts,and deposition characteristics are influenced by size distribution of particles. Thus, it is essential to know the size distributionof smoke particles from plastics for hazard analysis of fire smoke. In a recent study, it has been shown that size distributionsof smoke particles from PP are different from wood in many aspects. In order to know whether other plastics show the samecharacteristics as PP, size distributions of smoke particles from four plastic materials (LDPE, PA66, PMMA, and PVC) weremeasured in real time under each fire type with various temperature and oxygen supply. In this study, smoke particles fromdifferent plastics were generated uniformly by using steady-state tube furnace method provided in ISO/TS 19700. Their sizedistributions were measured by using an electrical low pressure impactor (ELPI). Results of measurements showed that sizedistributions of smoke particles from these four plastic materials were similar to those from PP in many aspects. However,they were distinctively different from those of wood. 화재발생 시에 대부분의 인명 피해는 연기에 의해 발생되는데, 최근 건축 내장재에서 차지하는 플라스틱의 양이많아지며 발생되는 연기의 유독성이 점차적으로 증가되고 있다. 연기에 의한 인체피해의 상당부분은 흡입연기의 폐침전과 관련이 있으며, 연기입자의 크기분포는 폐침전 특성에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 플라스틱 종류에 따른 연기입자의 크기별 발생량 검토는 폐침전에 의한 인체피해 연구에 필수적으로 요구된다. 최근의 목재와 폴리프로필렌(PP)에 대한 연기입자의 발생특성 연구에서 PP의 연기입자 크기분포 특성이 몇 가지 측면에서 목재와는 확연히다르게 나타났다. 이에 따라, 본 연구에서는 다른 플라스틱들도 연기입자 크기분포에서 PP와 같은 특성을 보이는지알아보기 위해서 대표적인 4가지 플라스틱(LDPE, PA66, PMMA, PVC)에 대하여 연기입자 크기분포 측정실험을 수행하였다. 특정 조건에서 연소생성물을 균일하게 생성하고 분석하기 위하여 ISO/TS 19700 기준에 따른 등속튜브연소로를 이용하여 연소로의 온도와 산소공급량에 따라 다양한 화재조건에서 연기입자를 균일하게 발생시키고, 정전저압 임팩터를 사용하여 연기입자의 크기에 따른 개수농도를 실시간으로 측정하였다. 실험 결과 4가지 플라스틱의 연기입자 크기분포 특성은 여러 측면에서 PP와 유사하며 목재와는 확연히 다르게 나타났다.

흡입연기의 침착 실험을 위한 충전층 폐모델 개발에 관한 연구

구재학 한국화재소방학회 2008 한국화재소방학회논문지 Vol.22 No.2

Adverse health effects of inhaled smokes are associated with the amount of the particles deposited in human lung. Lung model is needed to simulate smoke deposition because of the hardness of the in vivo deposition experiment. However, it is hard to realize the successively decreasing bifurcations in the model. In this work, an experimental lung model was developed to simulate the smoke deposition in the lung. Instead of bifurcating airways, the lung model was made of packed beds of which size decreased downwards. The experimental results using this model showed good agreements with existing results for real lung in the deposition characteristics. The model could be applied to the studies of health risk assessment of the inhaled smoke particles generated by fire. 화재에 의한 흡입연기의 중장기 인체 유해성은 흡입연기가 폐에 침착되는 양과 밀접한 관련이 있다. 연 기의 폐 내 침착량을 구하기 위해서는 인체 실험이 불가능한 만큼 폐모델을 이용한 실험이 필요하나 실 제 폐형태에서 나타나는 연속적으로 감소되는 분지관의 제작상 어려움으로 인하여 하위 세대에서는 모델 실험을 통한 침착 연구가 힘들다. 본 문제를 해결하기 위하여 이 연구에서는 아래로 갈수록 직경이 단계 적으로 감소하는 구형 충전층을 이용한 폐모델을 개발하고 이를 폐침착 실험에 적용하였다. 실험장치는 각 입자크기별 호흡 패턴 변화에 따른 입자의 침착량을 측정하도록 구성되었으며 표준입자에 대한 실험값을 실제 폐에 대한 결과와 비교함으로써 개발된 폐모델의 타당성을 검증하였다. 이 폐모델은 화재시 발생하 는 여러 가지 연기입자의 흡입에 의한 인체 피해 연구에 도움이 될 것으로 생각된다.

문화재방재학회 논문 집필 요강 외

문화재방재학회 문화재방재학회 2017 문화재방재학회 논문집 Vol.2 No.2

艮齋學會 彙報

간재학회 간재학회 2010 간재학논총 Vol.11 No.-

艮齋學會 휘보

간재학회 간재학회 2007 간재학논총 Vol.6 No.-

艮齋學會 彙報

간재학회 간재학회 2006 간재학논총 Vol.5 No.-