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최초의 평가시험 방법을 고려한 수격흡수기의 장치에 관한 연구
염문천,한용택 한국화재소방학회 2015 한국화재소방학회논문지 Vol.29 No.1
배관시스템의 불안정한 유동에 의해 생성되는 수격현상은 관내 압력의 과도한 변화, 진동 및 소음을 일으킬 수 있다. 이러한 수격현상은 관로, 펌프 및 밸브등의 시설물에 기계적인 사고를 유발시키는 원인이 되기도 한다. 한편, 국내에서는수격현상으로 인한 피해를 최소화하기 위하여 수격흡수기를 제조 및 사용하여 왔으며, 그동안 별도의 기준이 없어 저가위주로 생산 및 설치되어 왔다. 따라서, 본 연구에서는 수격흡수기 성능에 대한 최소 가이드라인을 제시하기 위하여, 하나의 배관으로 검증 가능한 시험방법, 수계소화설비에서 수격발생을 가정한 시험방법, 개방충격압과 차단충격압으로 구분한 흡수시험 방법, 배관을 분기한 시험시설 구성 방법 등의 다양한 방법들을 통하여 수격흡수기의 성능을 기준화 할수 있는 방법등에 대하여 고안하였다. 그리고, 최종적으로는 U자형 배관과 시험용 추를 이용한 간단한 기계적 방식으로수격흡수기의 수격압 흡수성능을 검증할 수 있는 실험 장치를 최초로 고안하여, 소방용 수격흡수기의 인정기준이 제정되었다. Water hammering created by an unsteady flow in pipeline systems can cause excessive change in pressure, vibration,and noise. So, water hammer analysis is very important for limiting the damage caused to pipeline, pump and valve systemsby operation conditions. On the other hand, water hammer arrester has been manufactured and used in order to minimizethe damage caused by water hammering phenomenon in domestic, and it has been produced and installed as the lowcost-oriented because of being no separate standard in the meanwhile. Therefore, our research team investigated about thestandardization of water hammer arrester performance through the various methods, such as test methods for verificationof one pipe, assuming the occurrence of water hammer in a water-based fire extinguishing system, separated for openingimpact pressure and shut off impact pressure and for a branch pipe in order to make guideline for water hammer arresterperformance. And finally, verified the performance of the water hammer pressure as the simple mechanical way using theU-shaped pipe and a test weight, so KFI standards for the water hammer arrester could be established.
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헵탄의 화원 직경 변화를 고려한 대형콘칼로리미터의 발열량 측정 결과 분석
유우준,남동군,염문천,김성찬,유홍선 한국화재소방학회 2014 한국화재소방학회논문지 Vol.28 No.5
The present study has been conducted to analyse the effects of various pool diameters on the measurement of heatrelease rate (HRR) of heptane fire using large scale cone calorimeter (LSC). The burning rate which is the major parameterfor HRR compared with the previous model suggested by A. Hamins. The combustion efficiency for heptane by oxygenconsumption method is about 91%, which is almost same with the previous results of 92% suggested by J. Gore. Theconvective HRR by enthalpy consumption method was 54% lower than HRR by oxygen consumption method. Thisresults are practical use for establishing the reliability of heat release rate for fire experiment. 본 연구에서는 대형 콘 칼로리미터(large scale cone calorimeter, LSC)를 사용하여 헵탄 풀 화재(pool fire) 실험에서화원의 직경 변화에 따른 발열량(HRR) 측정 결과를 정량적으로 분석하였다. 발열량에 중요한 영향을 미치는 연소율(burning rate)은 A. Hamins의 연구 자료에서 제시한 모델링 곡선과 비교하여 정확성을 검증하였으며, 산소 소모법에 의한 연소효율(combustion efficiency)은 이론발열량에 비해서 91% 정도로 J. Gore이 제시한 헵탄의 연소효율 92%와 유사한 것을 확인하였다. 엔탈피소모법에 의한 열손실은 전체 발열량의 54% 정도로 측정부에서 대류 발열량으로 측정되었으며, 본 연구 결과는 화재실험에서 발열량 측정값의 신뢰성 분석(reliability analysis)을 위한 기초 연구 자료로 활용하는데 유용한 정보가 될 것으로 사료된다.
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유우준,문효준,염문천,유홍선 한국화재소방학회 2012 한국화재소방학회논문지 Vol.26 No.3
In this study thermal characteristics of heat-responsive element considering conduction, convection and rate of change of element using Response Time Index (RTI) applied to sensitivity test of sprinkler head at home and aborad are theoretically investigated. Analytic solution of temperature distributions with radial direction and time is obtained form energy transport equations, non-homogeneous 2th order partial differential equation, applying to constant wall temperature and symmetric condition in order to analyze thermal characteristics of heat-responsive element for circular cylindrical geometry. Base on the results, the analytic method of this study is fundamental data to practical use for sensitivity test of sprinkler head and design of heat-responsive element. 본 연구에서는 국내외 스프링클러헤드 감도시험 기준에 적용하고 있는 반응시간지수(RTI, Response Time Index)를 사용하여 대류항과 전도항 그리고 시간 변화량을 고려한 감열부의 열전달 현상을 해석적으로 분석하였다. 원형 실린더 형상을 갖는 감열부의 열적 특성을 분석하기 위해서 비제차 2차 편미분 형태의 에너지 방정식을 사용하여 감열부 표면의온도가 일정하고 대칭(Symmetric)인 경계조건을 적용하여 시간 증가에 대한 감열부의 반지름 방향 온도분포를 구하였다. 그 결과 본 연구의 감열부 열적 특성에 관한 분석 기법은 스프링클러헤드의 감도시험 및 감열부의 설계를 위한 자료의활용이 가능할 것으로 판단된다.
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이창욱,김홍진,최영기,염문천,유홍선 한국화재소방학회 2013 한국화재소방학회논문지 Vol.27 No.2
This study aims to construct the performance data for smoke-control zone and realize the safety of injection and pressurization room which is composed of supply air pressure zone, vestibule, smoke-control zone and stairwell. To obtain this, smoke-control system and the device of the opening-closing force of fire door are manufactured. This subject is the analysis of the closing force, angular velocity and fire door size in the case of fixed volume flow rate. Based on the results, closing force increased as fire door size and closing angular velocity increases. Also, it is remark that there exists a critical angular velocity, which maintains constant maximum closing force even though the angular velocity increases more. 본 연구는 풍도, 부속실, 거실 그리고 계단실로 구성된 구조물의 제연설비 성능에 관한 연구를 수행하고 급기 가압실의 안전성을 구현하기 위한 실험 자료를 구축하고자 하는데 목적이 있다. 이를 위해서 부속실 가압 및 차압 조절 설비와 방화문의 개폐력 측정 장치를 제작하였다. 본 주제는 부속실의 가압을 위한 설계유량과 폐쇄시 차압이 동일한 경우방화문의 크기와 닫히는 각속도 증가에 따라서 폐쇄력을 분석하였다. 실험 결과 방화문의 크기와 닫히는 각속도가 증가할수록 폐쇄력이 증가하였으며, 일정 각속도 이상으로 증가할 경우 폐쇄력이 일정하게 유지되는 임계각속도가 존재하는것을 확인하였다.
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옥외소화전의 디스크 형상을 고려한 압력손실에 관한 연구
유우준,심명규,성건혁,유재범,염문천,유홍선 한국화재소방학회 2013 한국화재소방학회논문지 Vol.27 No.6
본 연구에서는 옥외소화전의 디스크 형상을 고려한 압력손실에 관한 실험 및 수치해석 연구를 수행하였다. 옥외소화전의 압력손실은 국제 시험규격인 Underwriters Laboratory (UL)에서 제시하고 있는 시험방법을 적용하였으며, 옥외소화전의 입·출구 배관 직경을 고려한 압력손실 실험 장치를 제작하였다. 본 연구에서 사용한 옥외소화전은 입구 직경150 mm 1개와 토출부 직경 63.5 mm 2개 그리고 직경 114.3 mm 1개인 구조로 직경 63.5 mm인 토출부는 유량범위760 L/min~2,270 L/min, 직경 114.3 mm인 토출부는 3,030 L/min~6,060 L/min 범위에서 압력손실을 측정하고 유량계수를 구하였다. 동일한 실험조건에서 상용해석프로그램인 ANSYS Ver.14.0을 사용하여 압력손실 측정값과 해석결과를 비교하여 정확성을 확인하였으며, 다양한 디스크 형상을 모델링하여 압력손실에 중요한 영향을 미치는 인자를 분석하였다. 그 결과 옥외소화전은 디스크의 경사 각도가 0o~45o인 경우 유량계수는 494.46~680.64 (L/min/kPa0.5)로 경사각이 작을수록 압력손실이 가장 낮게 나타나는 것을 수치적으로 분석하였다. 본 연구 결과는 옥외소화전의 성능인 압력손실을 예측하기 위한 디스크 형상의 설계 자료로 활용이 가능함을 확인하였다. In this study, the effects of various disk shapes of hydrant on the pressure drop are experimentally and numerically analyzed. The test methods for measuring pressure drop of hydrant are comply with standard of Underwriters Laboratory (UL). The hydrant as used in this study has one inlet, diameter 150 mm, and three outlet, 114.3 mm diameter for one outlet and 63.5 mm diameter for the others. The pressure of the hydrant are measured in the range 760 L/min~2,270 L/min for 63.5 mm outlet and 3,030 L/min~6,060 L/min for 114.3 mm outlet. Also, the numerical results of pressure drop are compared with the experiments to verify the accuracy and to analyze the of various valve shape of hydrant on the pressure drop. The engineering parameters, flow coefficients, are reduced from 181.57 to 136.35 (L/min/kPa0.5) with inclined angle of disk from 0o to 45o. These results are able to practical use for design hydrant to minimize pressure drop.
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