Measurements on Effects of Locations of Obstacles in an Explosion Chamber

Measurements were performed to investigate the effects on flame and pressure development by varying locations of multiple obstacles in a top-venting explosion chamber. The chamber dimension was 1000 mm in height with a $700\;{\times}\;700\;mm^2$ cross-section and a rectangular vent area of $700\;{\times}\;700\;mm^2$. Three different multiple obstacles with blockage ratio of 30% were used by changing from 200 mm, 500 mm to 800 mm in heights within the chamber. Temporally resolved flame front images were recorded by a high speed camera to investigate the interaction between the propagating flame and the obstacles. The results showed that the triangular bar caused the fastest flame developments at given times whereas the lowest was obtained with the cylindrical bar. It was also found that local flame displacement speeds of different obstacles were sensitive to the locations of obstacles. The local speed becomes larger in going from 200 mm, to 500 mm and to 800 mm in heights. The obstacles in height of 800 mm yielded the highest overpressure whereas the lowest was in height of 200 mm.

폭발챔버에서 전파하는 화염과 장애물 위치 및 형태에 따른 상관관계를 조사하기 위해 폭발실험을 수행하였다. 챔버내에 장애물 설치 위치는 점화원으로부터 상부로 200 mm, 500 mm, 800 mm 높이로 변화를 주어 설치하였고, 장애물 형태는 삼각기둥, 사각기둥 및 원통형으로 변화시켰다. 전파하는 화염과 장애물 위치 및 형태에 따른 상관관계를 조사하기 위해 고속카메라를 사용하였다. 고속카메라로 얻어진 화염 이미지로부터 장애물 주위의 국부 화염속도 및 그 화염속도의 확률밀도함수가 계산되었다. 실험결과, 장애물이 800 mm에 위치하였을 때 화염속도 및 폭발압력이 가장 높게, 200 mm에서는 가장 낮게 나타났다. 이러한 결과는 폭발거동 특성이 장애물 위치에 큰 의존성을 가지는 것으로 해석될 수 있다. 또한, 장애물 형태가 삼각형이었을 때 화염속도 및 폭발압력이 가장 높게, 원형에서는 가장 낮게 나타났다.