An experimental study was carried out to analyse the explosion characteristics of flammable gas-air mixtures. Used flammable gases were hydrogen, methane, acethylene, ethylene and pro-pane, explosion Pressure, explosoin pressure rising rate, and flame propagation velocity were measured experimentaly. The maximum explosion pressure and rising rate of flammmalbe gas air mixtures were appeared at the range of slightly higher concentration than the stoichiometric concentration. Initial pressure before explosion was controlled from 0.6 to 2.0kg/cm absolutly. Explosion pressure was increased with increment of the initial pressure, and the relationship between initial pressure and explosion pressure was Pe = KPi. The effect of vessel size on explosion characteristics was also analysed In this experiment. Explosion pressure was increased with in-creasing the vessel size, otherwise explosion pressure rising rate was decreased. When we locate a dummy material in vessel explosion pressure was decreased with increasing the dummy volume but exlosion pressure rising rate was increased.
폭약이 수중에서 폭발하면 공기 중에서 폭발하였을 때와는 다르게 폭발 이후 발생하는 가스의 영향에 대한 고려가 필요하다. 수중 폭발 시에는 폭발압력의 전파속도가 공기 중에서 폭발했을 때에 비하여 빠르고, 발생하는 가스 또한 확산되어 에너지를 소실하기 전 물에 의하여 버블의 형태로 갇히게 된다. 이 때 버블은 팽창과 수축을 반복하며 충격파를 만들어낸다. 이러한 일련의 현상을 연구하기 위하여 내부를 관측할 수 있는 실린더형 철재 수조를 제작하고 폭발 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 탄체가 없는 소량의 펜톨라이트를 수중에서 폭발시켰고, 이 때 발생하는 충격파를 계측하고 발생된 가스버블의 거동을 관측하여 그 결과를 관찰하였다.
This paper is estimation of structure damage caused by VCE(Vapor Cloud Explosion) in enclosure. As we estimate the influence of damage which occur at gas facility in factory. We can utilize the elementary data of safety distance. In this study, the influence of over-pressure caused by VCE in enclosure was calculated by using the Hopkinson's scaling law and the accident damage was estimated by applying the influence on the adjacent structure into the probit model. As a result of the damage estimation conducted by using the probit model, both the damage possibility of explosion overpressure to structures of 20 meters away and to glass bursting of 80 meters away was nearly zero in open space explosion.
울산의 한 실험실에서 3년 전에 혼합가스용기(80% 아르곤 20% 산소)가 파열되었다. 그러나 파열의 원인이 명확하게 규명되지 못하였다. 이 논문은 공인 감정기관의 감정서와 경찰의 수사결과보고서를 토대로 사고시나리오를 제시하여 보았다. 폭발은 혼합가스 용기 내에서의 화학반응에 의하여 발생한 것으로 판단된다. 이는 고압산소용기의 파열사고들과 유사한 것으로 사료된다.
Dust explosions are occurring in a variety of industries. A dust explosion caused by a specific energy generates huge amount of energy in the ignition and releases decomposition gas. Damages can be increased since this released decomposition gas can cause second and subsequent explosions. In this study, the goal was to obtain practical information on what could affect the explosion by comparing the characteristics of two kinds of dusts with completely different chemical properties. Three kinds of dusts were measured and evaluated for explosion pressure, dust explosion index, explosion limit and minimum ignition energy. It is possible to grasp the characteristics of each dust and use it as useful accident prevention data in the production of raw material powder.
It was discussed about explosion danger of hydrogen gas experimentally that could be happen during the handling and using. Hydrogen concentration was varied from 10 to 60 vol% for get the explosion characteristics of hydrogen and 5 kinds of cylindrical vessel were used to find the explosion characteristics of hydrogen according to the vessel volume. Initial pressure of hydrogen-air mixture was varied from 0.6 to 2 kg/cm2. Based on the experiment, explosion pressure was most high near the 30vol% of hydrogen and explosion pressure was increased slightly according to the increase of vessel volume but explosion pressure rise rate was decreased. Explosion pressure was increased linearly proportional to the initial pressure of gas mixture.
도시가스의 폭발특성을 평가하기 위하여, 산소의 농도와 초기압력의 변화에 따라 실험을 행하였다 이러한 실험을 행한 결과 산소농도가 낮아짐에 따라 폭발범위는 점차적으로 좁혀졌으며, 산소농도 $12\%$에서 폭발한계산소농도를 구하였다. 도시가스의 초기압력이 증가함에 따라 폭발하한계가 약간 증가하였다. 또한 초기압력이 $0{\~}1.0 kgf/cm^2{\cdot}g$로 변함에 따라 최대폭발압력은 $6.3 kgf/cm^2{\cdot}g,\;12.7 kgf/cm^2{\cdot}g$을 구하였으며, 최대폭발압력상승속도는 $245.63 kgf/cm^2/s,\;427.88 kgf/cm^2/s$를 구하였다.
2015년 8월 12일 중국 텐진항에서는 두 번의 대규모 폭발이 발생하였다. 두 번의 폭발은 TNT 3톤, TNT 21톤 규모로 추정되었다. 현재까지 폭발의 정확한 원인은 공표되지 않고 있으며 원인에 대한 몇 가지 추정이 제시되고 있다. 그중 하나는 화재진압을 위해 뿌려진 물과 탄산칼슘의 화학반응에 의해 폭발성 아세틸렌 가스가 발생하고 이 가스의 폭발이 800톤의 질산암모늄의 폭발을 야기했을 것이라는 것이다. 본 연구에서는 이러한 폭발 시나리오에 대한 폭발에너지 분석을 통해 화학적 반응에 의해 텐진항 폭발 사고와 같은 대규모 폭발이 발생 가능한지를 평가하였다.
Gas explosion accidents could cause a catastrophe. we need specialized and systematic accident investigation techniques to shed light on the cause and prevent similar accidents. In this study, we had performed LNG explosion simulation using AUTODYN which is the commercial explosion program and predicted the damage characteristics of the structures by LNG explosive power. In the first step, we could get LNG's physical and chemical explosion properties by calculation using TNT equivalency method. And then, by applying TNT equivalency value about the explosion limit concentration of LNG on the 2D-AUTODYN simulation, we could get the explosion pressure wave profiles (explosion pressure, explosion velocity, etc.). In the last step, we performed LNG explosion simulation by applying to the explosion pressure wave profiles as the input data on the 3D-AUTODYN simulation. As a result, we had performed analyzing of the explosion characteristics of LNG in accordance with concentration through the 3D-AUTODYN simulation in terms of the explosion pressure behavior and structure's destruction and damage behavior.
Classify of explosion hazardous areas must be made at the site where flammable materials are used. This reason is that it is necessary to manage ignition sources in of explosion hazardous areas in order to reduce the risk of explosion. If such an explosion hazard area is widened, it becomes difficult to increase the number of ignition sources to be managed. The method using the virtual volume currently used is much wider than the result using CFD(Computational Fluid Dynamics). Therefore, we tried to improve the current method to compare with the new method using leakage characteristics. The result is a realistic explosion hazard if the light gas is calibrated to the mass and the heavy gas is calibrated to the lower explosion limit. However, it is considered that the safety factors should be taken into account in the calculated correction formula because such a problem should be considered as a buffer for safety.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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