• Composites Research
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• 제28권2호
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• pp.29-39
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• 2015

Natural fibers reinforced polymer composites are being used in several low strength applications. More research is going on to improve their mechanical and interface properties for structural applications. However, these composites have serious issues regarding flammability, which are not being focused broadly. A limited amount of literature has been published on the flame retardant techniques and flammability factor of natural fibers based polymer matrix composites. Therefore, it is needed to address the flammability properties of natural fibers based polymer composites to expand their application area. This paper summarizes some of the recent literature published on the subject of flammability and flame retardant methods applied to natural fibers reinforced polymer matrix composites. Different factors affecting the flammability, flame retardant solutions, mechanisms and characterization techniques have been discussed in detail.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.305-316
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• 2022

화석연료의 고갈과 환경문제의 대안으로 수소에너지가 부각되고 있으며, 자동차 산업에서도 수소차의 보급이 증가하고 있다. 그러나 수소는 가연농도 범위가 4~75%로 넓은 가연영역을 가지고 있어 수소차 사고 시 안전에 대한 우려가 높은 실정이다. 특히, 터널이나 지하주차장과 같은 반밀폐 공간에서는 수소누출에 따른 화재나 폭발이 대형사고를 유발할 가능성이 높기 때문에 수소누출에 따른 가연영역 분석을 통해 수소 안전성에 대한 검토가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 표준단면의 도로터널에서 수소차량의 수소 누출조건과 터널 내 풍속에 따른 수소농도 해석을 수행하여 터널 내 풍속이 가연영역에 미치는 영향을 검토하였다. 수소의 누출조건은 1개의 탱크와 3개의 탱크가 통시에 TPRD를 통해 누출되는 조건과 대형크랙이 발생하여 누출하는 조건으로 하였으며, 터널 내 풍속은 0, 1, 2.5, 4.0 m/s를 고려하였다. 가연영역에 대한 검토결과, 1 m/s 이상의 풍속이 존재하는 경우에는 풍속이 없는 경우와 비교하여 최대 25%수준까지 감소하는 것으로 나타나고 있으며, 풍속증가에 따른 가연영역의 감소효과는 거의 없는 것으로 나타나고 있다. 특히 대형크랙이 발생하여 약 2.5초 만에 완전히 누출되는 경우에는 풍속이 증가하면 가연영역이 약간 증가하는 것으로 나타나고 있다. 또한 하향 분출되는 경우에 풍속이 작은 차량하부 영역에 수소가스가 상당히 긴 시간동안 잔류하는 것으로 분석되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.385-393
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• 2022

수소는 지구 온난화의 주범인 온실가스(GHG) 배출을 감소시키고 선박용 친환경 연료로서 대두되고 있다. 수소는 가연 하한계(Lower Flammability Limit, LFL)가 4 ~ 75 %이고 폭발 위험성이 큰 물질이다. 그래서 선박용으로 사용되려면 누출에 대비한 안전성이 충분히 확보되어야 한다. 본 연구에서는 수소탱크 저장실에서 수소 누출이 발생한 경우, 급·배기구의 면적 변화가 환기 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 급·배기구의 면적은 1A = 740 mm × 740 mm이며 저장실 표면에 크기 및 위치 변경이 쉽도록 설정하였다. CFD 상용 소프트웨어인 ANSYS CFX ver 18.1을 이용하여 급·배기구의 면적을 1A, 2A, 3A, 5A로 변경하였고, 면적 변화에 따른 저장실 내의 수소 몰분율을 분석하였다. 그 결과 급기구 면적이 배기구 면적 증가에 비해 누출 수소의 농도를 더 감소시켰으며 단일 급기구보다 최소 2A 이상에서 환기 성능이 향상되었다. 급기구의 면적이 증가할수록 수소 층화가 저장실 상부부터 균일하게 형성되었지만 LFL 범위는 벗어나 있었다. 그러나 배기구는 면적을 단순히 증가하는 것만으로는 환기 성능에 미치는 영향은 미비하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.199-200
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• 2012

An experimental study on geometric optimization was conducted to develop a hybrid/dual swirl jet combustor for a micro-gas turbine. A hybrid concept indicating a combination of swirling jet partially premixed and premixed flames were adopted to achieve high flame stability as well as clean combustion. Location of pilot nozzle, angle and direction of swirl vane were varied as main parameters with a constant fuel flow rate for each nozzle. The results showed that the variation in location of pilot nozzle resulted in significant change in swirl intensity due to the change in flow area near burner exit, and thus, optimized nozzle location was determined on the basis of CO and NOx emissions under conditions of co-swirl flow and swirl $angle=30^{\circ}$. The increase in swirl angle (from $30^{\circ}$ to $45^{\circ}$) enhanced the emission performances, in particular, with a significant reduction of CO emission near lean-flammability limit. It was observed that the CO emission near lean-flammability limit was further reduced through the counter-swirl flow. However, there was not significant change in the NOx emission in the operating conditions (i.e. equivalence ratio of 0.6~0.7) between the co- and the counter-swirl flow.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 1996년도 학술발표회
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• pp.62-67
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• 1996

The smouldering combustion of cellulose Insulation treated with boric acid - borax - aluminium sulfate as combustion retardants are examined by candle type combustibility tester. The flammability behavior of combustion process is LOI, Smouldering region, Smouldering, Flamming spread region and Flame spread region. In this experiment, Particle size of four examined LOI, L.Point, H.Point, at the biggest size show high LOI. The surface area is connected with thermal conduction. The phenomena of combustion transition are governed by quantity of combustible gas generation in heating zone of cellulose insulation.

• 한국안전학회지
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• 제31권3호
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• pp.156-161
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• 2016

An accident of an ammonia tank pipeline at a storage plant resulted in one death and three injuries in 2014. Many accidents including toxic gas releases and explosions occur in the freezing and refrigerating systems using ammonia. Especially, the consequence can be substantial due to that the large amount of ammonia is usually being used in the refrigeration systems. In this study, offsite consequence analysis has been investigated when ammonia leaks outdoors from large storages. Both flammable and toxic effects are under consideration to calculate the affected area using simulation programs for consequence analysis. ERPG-2 concentration (150 ppm) has been selected to calculate the evacuation distance out of various release scenarios for their dispersions in day or night. For offsite residential, the impact area by flammability is much smaller than that by toxicity. The methodology consists of two steps as followings; 1. Calculation for discharge rates of accidental release scenarios. 2. Dispersion simulation using the discharge rate for different conditions. This proactive prediction for accidental releases of ammonia would help emergency teams act as quick as they can.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권1호
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• pp.37-47
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• 2002

Recently gasoline direct injection method has been applied to gasoline engine to reduce fuel consumption rate by controlling fuel air mixture on lean condition by means of stratified charging, and to reduce simultaneously. Pollutant emissions especially NOx and CO by lowering the combustion temperature. But difficulty of controling local fuel air ratio at ignition area in flammability limit unavoidably appeared, because it is merely controlled by injection timing with spatial and temporal distribution of fuel mixture. In this study, the authors devised a uniquely shaped combustion chamber so called three-chamber GDI engine, intended to keep the more reliable fuel air ratio at ignition area. The combustion chamber is divided into three regions. The first region is in the rich combustion division, where the fuel is injected from the fuel injection valve and ignited by the spark plug. The second region is in the lean combustion division, where the combustion gas from the rich combustion division flows out and burns on lean condition. And the last region is in the main combustion division ie in the cylinder, where the gas from the above two combustion divisions mixed together and completes the combustion during expansion stroke. They found that the stable range of operation of three-chamber GDI engine on low-load condition exists in the lean area of average equivalence ratio. And they also found that the reformed engine reveals less specific fuel consumption and less pollutant emissions compared with conventional carburettor type gasoline engine.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권8호
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• pp.1939-1950
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• 2019

The MELCOR code useful for a plant-specific hydrogen risk analysis has inevitable limitations in prediction of a turbulent flow of a hydrogen mixture. To investigate the accuracy of the hydrogen risk analysis by the MELCOR code, results for the turbulent gas behavior at pipe rupture accident were compared with CFX results which were verified by the American National Standard Institute (ANSI) model. The postulated accident scenario was selected to be surge line failure induced by station blackout of an Optimized Power Reactor 1000 MWe (OPR1000). When the surge line failure occurred, the flow out of the surgeline was strongly turbulent, from which the MELCOR code predicted that a substantial amount of hydrogen could be released. Nevertheless, the results indicated nonflammable mixtures owing to the high steam concentration released before the failure. On the other hand, the CFX code solving the three-dimensional fluid dynamics by incorporating the turbulence closure model predicted that the flammable area continuously existed at the jet interface even in the rising hydrogen mixtures. In conclusion, this study confirmed that the MELCOR code, which has limitations in turbulence analysis, could underestimate the existence of local combustible gas at pipe rupture accident. This clear comparison between two codes can contribute to establishing a guideline for computational hydrogen risk analysis.

• 문화기술의 융합
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• 제10권2호
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• pp.419-427
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• 2024

지하철 공사장 인근에서 천공작업 중 부주의로 지하에 매설된 도시가스 배관에 구멍을 발생시켜 새어 나온 가스가 우수관 및 하수관을 통하여 지하 공사장 내부로 유입 정전기 등의 점화원과 접촉 폭발할 경우 피해 영향범위 및 위협구역을 ALOHA 프로그램에 적용 산정하였다. 도시가스 배관의 길이,직경 및 압력 등 다양한 조건을 입력하여 위협구역 산정결과 증기구름 가연성지역의 Red Zone는 1.2~1.4km, 폭발지역의 Yellow Zone는 0.8~1.0km 및 제트화재의 Red Zone는 45~61m로 나타났다. 이 연구에서는 증기구름의 가연성 지역에서 농도와 조건이 적절히 조합된 상태이면 가연성을 증가시키고, 폭발지역 내부에서는 유리창이 깨질 수 있는 압력인 1.0psi로 폭발이 일어날 수 있으며, 제트화재인 경우에는 높은 온도와 열복사가 발생 주위 건물 밀집지역으로 화재가 빠르게 확산할 뿐만 아니라 열복사 영향으로 많은 인명피해가 발생할 수 있음을 영향범위 및 위협구역 범위로 나타내었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.60-69
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• 2013

마이크로 가스터빈용 하이브리드/이중 선회 제트 연소기의 형상 최적화에 대한 실험연구가 수행되었다. 고정된 열부하에서 pilot 버너의 위치 및 선회기 베인의 방향이 주요 변수로 검토되었다. 주요 결과로서, pilot 버너 및 연료 노즐의 위치변화는 버너 출구 근처의 최소 유동면적 및 재순환 유동패턴의 변화를 발생시키며, 이로 인하여 선회강도 및 화염형상이 큰 영향을 받게 된다. 선회기 베인 각도의 증가($30^{\circ}$에서 $45^{\circ}$)는 희박가연한계 근처에서 CO 배출량을 크게 저감시킨다. 추가로 정방향 선회형상이 역방향 선회형상에 비해 보다 낮은 CO 및 NOx 배출량을 갖게 됨을 확인하였다.