• 제목/요약/키워드: flame length

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Upward Flame Spread for Fire Risk Classification of High-Rise Buildings

  • McLaggan, Martyn S.;Gupta, Vinny;Hidalgo, Juan P.;Torero, Jose L.
    • 국제초고층학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.299-310
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    • 2021
  • External fire spread has the potential to breach vertical compartmentation and violate the fire safety strategy of a building. The traditional design solution to this has been the use of non-combustible materials and spandrel panels but recent audits show that combustible materials are widespread and included in highly complex systems. Furthermore, most jurisdictions no longer require detailing of spandrel panels under many different circumstances. These buildings require rapid investigation using rational scientific methods to be able to adequately classify the fire risk. In this work, we use an extensive experimental campaign of material-scale data to explore the critical parameters driving upward flame spread. Two criteria are outlined using two different approaches. The first evaluates the time to ignition and the time to burnout to assess the ability for a fire to spread, and can be easily determined using traditional means. The second evaluates the preheated flame length as the critical parameter driving flame spread. A wide range of cladding materials are ranked according to these criteria to show their potential propensity to flame spread. From this, designers can use conservative approaches to perform fire risk assessments for buildings with combustible materials or can be used to aid decision-making. Precise estimates of flame spread rates within complex façade systems are not achievable with the current level of knowledge and will require a substantial amount of work to make progress.

인과 염소 함유 변성폴리에스테르와 APT-Trimer에 의한 PU 난연도료의 제조 및 도막물성 (Preparation and Physical Properties of PU Flame-Retardant Coatings Using Modified Polyester Containing Phosphorus/Chlorine and APT-Trimer)

  • 박홍수;조혜진;심일우;함현식;김승진;성기천
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.270-280
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    • 2005
  • To maximize a synergy effect in flame-retardancy of flame-retardant coatings, phosphorus and chlorine were introduced in polymer chains. Two-components PU flame-retardant modified polyesters (ABTTC-10C, -20C, -30C) were prepared by curing, at room temperature, of isocyanate (allophanate-trimer) and prepared modified polyesters which contain phosphorus and chlorine. To examine the film properties of the prepared flame-retardant coatings, film specimens were prepared with the prepared coatings. The film properties of ABTTC, ABTTC-10C and ABTTC-20C, which contain 0, 10 and 20wt%, 2,4-dichlorobenzoic acid (2,4-DCBA), respectively, were proved to be good, whereas the film properties of ABTTC-30C, which contains 30wt% 2,4-DCBA, were proved to be a little bit poor. Two kinds of flame retardancy tests, $45^{\circ}$Meckel burner method and LOI method, were performed. With the $45^{\circ}$Meckel burner method, three flame-retardant coatings except ABTTC showed less than 3.4 cm of char length, and showed less than 2 seconds of afterflaming and afterglow. From this result, the prepared flame-retardant coatings were proved to have the 1st grade flame retardancy. With the LOI method, the LOI values of the coatings containing more than 10wt% 2,4-DCBA were higher than 30wt%, which means that the coatings possess good flame-retardancy. From these results, it was found that synergistic effect in flame-retardancy was taken place by the introduced phosphorus and chlorine.

저신장율 대향류확산화염에서 에지화염 진동불안정성 (Edge-flame Instability in A Low Strain-rate Counterflow Diffusion Flame)

  • 박준성;김현표;박정;김성초;김정수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.295-298
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    • 2006
  • 메탄/질소-공기 저 신장율 대향류 확산화염에서 화염소화 거동과 에지화염의 진동불안정성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 특히, 저 신장율 화염에서 복사열손실 뿐만 아니라 측면전도 열손실이 현저해 진다. 각 전체 신장율에서 화염진동의 시작조건과 진동모드를 제안하였다. 화염길이는 측면 전도열손실과 밀접한 관계를 가지고 있으며 화염소화와 화염진동에 중대한 영향을 미친다. 저 신장율 에지화염의 진동모드는 성장모드, 감쇠모드 그리고 조화모드로 요약된다. 또한, 각 진동모드의 조건을 전체신장율과 희석제의 몰분율에 대한 안전화선도를 작성하였다.

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디메틸에테르-공기 예혼합화염의 화염전파와 화염안정성에 있어서 합성가스의 첨가효과에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Effects of Syngas Addition in Flame Propagation and Stability of DME-Air Premixed Flames)

  • 송원식;박정;권오붕;윤진한;길상인
    • 한국연소학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.44-50
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    • 2012
  • The present study was conducted to investigate the flame instability(evaluated by Markstein length and cellular instability) and laminar burning velocity in a constant volume combustion chamber at room temperature and elevated pressure up to 0.3 MPa to suggest the possibility of utilizing mixtures of syngas added DME-air premixed flames in internal combustion engines. The experimentally measured laminar burning velocities were compared to predictions calculated the PREMIX code with Zhao reaction mechanism. Discussions were made on effects of syngas addition into DME-Air premixed flames through evaluating laminar burning velocity, Markstein length, and cellular instability. Particular concerns are focused on cellular instability caused by hydrodynamic instability and diffusive-thermal instability.

구형 전파화염에서 SNG 연료의 층류연소속도와 마크스타인 길이 측정에 관한 연구 (A Study on Measurement of Laminar Burning Velocity and Markstein Length of SNG Fuel in Spherical Propagation Flame)

  • 송준호;이기만
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.67-75
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    • 2019
  • An experimental study was conducted to measure laminar burning velocity and Markstein length of SNG fuel with 3% of hydrogen contents from spherical propagating flames at normal and elevated initial pressure. These results were compared with numerical calculations by Premix code with GRI-mech 3.0, USC II and UC San Diego to provide suitable mechanism for SNG fuel. As a result of this work, it was found that the burning velocities and Markstein lengths of SNG fuel decrease with increase of initial pressure regardless of equivalence ratio. In addition, numerical calculations with GRI-mech 3.0 were coincided with experimental results.

일 초점 산소 버너의 초점 거리가 연료 혼합 및 연소에 미치는 영향 (The Effect of Focal Length on Fuel Mixing And Combustion in One-focusing Oxygen Burner)

  • 박권하;김주연
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권6호
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    • pp.814-819
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    • 2011
  • 연소기에서의 배기저감과 효율향상을 위하여 순 산소 버너에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 일 초점 산소버너의 개념을 제시하며 연료인 메탄과 산화제인 산소의 혼합정도를 분석하기 위하여 연소를 제외한 유동혼합거동을 고찰하였으며, 연소를 포함했을 때의 연소특성을 분석하기 위하여 일 단계 반응을 고려한 연소 모델을 적용하여 연소거동을 분석하였다. 계산조건은 버너 노즐의 중심에 산소가 공급되고 그 주위로 메탄이 그리고 그 외곽으로 산소가 공급되는데 그 유량을 1:2:3이 되도록 하였으며, 초점거리를 100mm에서 500mm까지 4등분하여 유동과 연소를 계산하여 혼합의 정도와 온도 분포를 비교분석하였다. 계산결과 유동의 경우 초점거리가 짧을수록 긴 혼합유동을 보여주며, 화염의 경우 300mm일 때 가장 넓게 확산되었으며 화염의 길이도 가장 크게 나타났다.

대향류 확산화염에서 에지화염이 화염소화에 미치는 영향 (Effect of Outer Edge Flame on Flame Extinction in Counterflow Diffusion Flames)

  • 정용호;박대근;박정;윤진한;권오붕;길상인
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권2호
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    • pp.181-188
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    • 2012
  • 대향류확산화염의 화염소화에 있어서 에지화염 역할에 관한 실험적 연구가 진행되었다. 속도비, 버너직경, 그리고 버너간격을 변화시키며 수행된 실험에서 전체신장률에 따른 화염소화 임계질소몰분율의 그래프는 c-커브 형태로 나타났다. 고신장률화염에서는 화염소화 임계질소몰분율의 그래프가 하나의 곡선으로 일치하였으며, 화염이 일차원의 응답특성을 갖는 것을 확인하였다. 화염 소화는 바깥 에지화염이 반경방향으로의 진동 후에 화염 중심으로 수축하며 소화하는 영역, 진동 없이 화염중심으로 수축하며 소화하는 영역, 그리고 바깥 에지부분의 수축과 진동 없이 화염중심에 화염 구멍이 생기며 소화하는 영역으로 세 가지 모드로 나타났다. 화염 표면온도 측정과 에너지 방정식의 각항을 수치해석 한 결과를 토대로 에지화염부분에서의 반경방향 전도 열손실이 에지화염의 불안정을 야기한다는 것과 전도를 통한 열 공급뿐만 아니라 대류를 통한 열 공급도 바깥 에지화염의 안정화에 기여한다는 것을 보였다. 그리고 반경방향의 전도열손실이 수축하며 소화하는 메커니즘의 지배적인 역할을 함을 보였다.

동축 와류형 분사기에서 기체메탄/기체산소 화염 구조와 연소 동특성 (Flame Structure and Combustion Dynamic Characteristics of GCH4/GO2 in Bi-Swirl Coaxial Injectors)

  • 박수진;황동현;안규복;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.28-38
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    • 2019
  • 액체로켓엔진용 동축 와류형 분사기에서의 화염 구조와 연소 동특성간의 관계를 파악하기 위해 기체메탄과 기체산소를 사용하여 연소실험을 수행하였다. 리세스 길이/오리피스 직경과 같은 분사기 형상과 당량비/산화제 질량유량과 같은 유동조건을 변화시키며, CH* 라디칼과 압력섭동을 동시에 측정하였다. 분사기 형상은 추진제 유속과 혼합에 영향을 주기 때문에 이에 따른 화염 구조의 변화를 알 수 있었다. 주파수 분석 결과 유동조건과 분사기 형상에 따라 연소 동특성이 변화하였으며, 특정 리세스 길이/유동조건에서 연소불안정이 발생함을 확인하였다.

발코니 길이변화에 의한 화염분출성상의 실험적 고찰 (Experimental Study of the Blowoff Flame Phenomena Due to Changes of Balcony Length)

  • 김회천;손장열;박형주
    • 설비공학논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.235-244
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    • 2007
  • In the case of the fire outburst within a partitioned space, it can disappear inside it through smoldering process if the fire cannot obtain sufficient imflammability. On the contrary, if it obtains it, the fire is not restricted within the room, spreading to the higher levels beyond outside windows and the compartment room. The method to prevent the fire spread through windows is considered to build a balcony or equip with sprinkler facilities. This case study is to identify which effects and controlibility a balcony brings about on the spread of fire through a full scale model experiment. In order to understand the effects of fire spread on the upper levels of the room on fire by changing the length of balcony, the temperature was measured, radiant heat was investigated, and products of combustion were analyzed. The result showed that when fire occured, longer length of the balcony, which linked to the outside wall of the apartments, led to the blocking of the fire spread, lower level of radiant heat, and significantly less transfer of toxic gases, and the driving force of the outburst of flame was identified as the attractive force due to the turbulence of uncombusted gases, which exist on the upper level of the outbursting flame.

난류 예혼합 화염 선단부의 통계적 특성에 관한 수치적 연구 (Leading Edge Statistics of a Turbulent Premixed Flame)

  • 권재성;허강열
    • 한국연소학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.13-20
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    • 2013
  • Leading edge statistics are obtained by direct numerical simulation(DNS) of freely propagating incompressible and stagnating compressible turbulent premixed flames. Conditional averages of velocities in terms of reaction progress variable, c, and local flame surface density, ${\sum}^{\prime}_f$, are defined and compared through the flame brush. It holds asymptotically that $<u>_f=<S_d>_f$ and $<u>_u-<u>_b=D_t/L_w$ with the characteristic length scale of $\bar{c}$ variation, $L_w$. It also holds that $<u>_b=<u>_f$ for a freely propagating flame under no mean strain rate. The turbulent burning velocity, $S_T$, is determined by the conditional statistics at the leading edge under large activation energy.