• Composites Research
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• 제33권4호
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• pp.177-184
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• 2020

난연 의류는 화염 및 고온 환경 속에서 착용자의 원활한 임무 수행을 돕고 추가적인 피해 확산을 방지한다. 그러나 기존 난연 의류의 높은 중량과 열 피로도는 개선이 필요하며, 친환경적인 방법으로 제작된 가볍고 편리한 난연 의류 개발이 요구되고 있다. 최근 인을 함유한 난연 물질 코팅으로 섬유에 난연성을 부여한 사례가 보고되고 있으나 이들은 국내외 방화복 및 난연 전투복 기준에 적합한 수준으로 발전될 필요성이 있다. 본 연구에서는 깊은 용융 용매로 기능성화된 산화 그래핀과 폴리인산암모늄을 동시에 섬유에 코팅하는 친환경적인 대량생산 공정을 제시한다. 코팅된 섬유는 열무게 분석(Thermogravimetric analysis), 수직불꽃저항성 시험(ASTM D6413), 콘칼로리미터법(ISO 5660-1), 한계 불꽃 확신 속도 시험(ISO 15025)으로 열 안정성 및 난연성이 시험되었다. 기능성화 산화그래핀과 폴리인산암모늄이 동시에 코팅된 직물은 단일 물질 코팅 직물보다 우수한 난연성을 보였고, 연소 이후에도 탄화된 부분의 팽창 효과로 섬유의 형상을 유지하는 것이 관찰되었다. 난연 직물의 세탁 안정성을 위해 추가적인 발수 처리 또한 시도되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.981-987
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• 2011

단기통 직접분사 가솔린엔진의 성층연소 조건에서 연소실험을 수행하였다. 각 분사압조건마다 실화가 발생하지 않는 성층연소가능 분사시기영역이 존재하였으며 이는 혼합기 형성과정의 분위기압에 따른 영향으로 판단하였다. 연소효율은 분사시기를 지각할수록 증가하며 32~28 CAD BTDC에서 최대값을 갖고 이후 감소하는 경향을 보였고 분사압이 높을수록 높은 연소효율이 나타났다. 이러한 연소효율의 경향은 IMEP와 다른 경향을 보였으며 그 이유는 높은 연소효율 조건에서 연소상이 진각되어 음의 일이 증가하였기 때문으로 판단된다. Smoke의 배출은 분사시기가 지각됨에 따라 증가하였으며 높은 분위기 압에서 국부적으로 농후한 영역이 증가하였기 때문으로 생각된다. NOx 배출도 분사시기를 지각함에 따라 감소하였으며 연소상의 지각으로 최대 연소실압력과 온도가 감소하였기 때문으로 생각된다.

• 멤브레인
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• 제21권1호
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• pp.62-71
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• 2011

공기 중 산소의 분압이 높아지면 불연성인 질소의 감소로 높은 열효율을 낼 수 있으며, 고농도의 질소는 LNG선의 방폭기체 및 청과류의 신선도를 유지하는데 이용되므로 효율적인 공기 중의 산소/질소 분리 공정은 매우 중요하다. 분리막은 적은 에너지 소모로 산소와 질소를 동시에 분리 농축시킬 수 있다. 본 연구에서는 막 재료로 폴리이서설폰을, 방사용매로 NMP를 그리고 첨가제로는 비용매이면서 PES를 잘 팽윤시키는 Acetone을 사용하였다. 방사용액을 아세톤의 첨가량의 변화에 따라 0, 6.5, 15, 25, 31.5% (wt%)로 조절하여 제조하였고, 각 방사용액을 0~10 cm의 방사높이 변화에 따라 방사하였다. 제조된 중공사막은 실리콘을 코팅하여 산소 및 질소의 선택도 및 투과도를 코팅전후와 비교하여 조사하였다. Acetone의 함량 변화에 크게 관계없이 방사높이가 증가할수록 투과도는 감소하고 선택도는 증가하였다. 연신방법을 이용하여 방사한 결과 자유낙하(free fall)로 방사한 중공사막에 비해 선택도는 약간 감소하였지만 투과도는 증가하는 것으로 나타났다. 최적의 중공사막은 폴리이서설폰 37 wt%, Acetone 6.5 wt% NMP 56.5 wt%의 용액을 사용하였고, 실리콘 코팅 후에 외경 $320{\mu}m$와 7.3의 $O_2/N_2$ 선택도 및 산소투과도 4.3 GPU의 우수한 성능을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.594-600
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• 2016

본 연구에서는 수치해석 기법을 활용하여 간략화한 지하 복합발전 플랜트 내 파공 위치에 따른 가스 확산 및 유동특성을 고찰하였다. 특히 가스 누출 위치 주변의 장애물 배치가 밀폐 공간 내부의 가스 농도 분포에 미치는 영향을 분석하였으며, 메탄가스의 가연 한계 값을 이용하여 누출 특성을 정량적으로 비교하였다. 수치해석 결과, 분사류 주변으로 수직 벽면이 있을 경우, 장애물이 횡 방향 유동을 제한하여 종 방향 누출 거리가 장애물이 없을 경우에 비해 약 60% 가량 증가하였다. 하지만 Air filter가 가스 분사류 경로에 있을 경우, 횡 방향 누출 거리는 장애물이 없을 경우에 비해 최대 8배까지 증가하였다. 이러한 이유는 분사류가 수평 및 하부 방향으로 굴절되어 장애물 주변으로 재순환 유동이 형성되었기 때문이다. 따라서 밀폐공간 내 사고 방지 시스템 설계 시 주요 설비 위치 및 공간 구조가 누출 분사류 경로에 미치는 영향을 고려할 필요가 있다.

• 한국가스학회지
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• 제19권2호
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• pp.12-19
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• 2015

CCS(Carbon Dioxide Capture and Storage)은 온실가스의 주원인 중 하나인 $CO_2$를 감축하기 위한 대안으로 발전, 시멘트 및 철강 산업 등에서 발생하는 대량의 $CO_2$를 포집, 압축 액화하여 저장소에 격리하는 일련의 전 과정을 말한다. 이때, 포집된 $CO_2$는 수송 과정 전 후에 임시저장소에 저장 하게 된다. $CO_2$는 일반적으로 비 가연성, 무독성 가스로 저장소에서 화학적 폭발을 일으킬 가능성이 희박한 가스지만, 임시로 저장되어 보관될 동안 100bar이상의 압력으로 보관되고 있으며, 포집된 가스에 포함된 불순물과 산화물 등에 의해 용기의 부식으로 인한 물리적 폭발이 일어날 가능성이 있다. 폭발 강도는 일반적으로 TNT 상당질량을 통해 계산할 수 있으며, $CO_2$ 임시 저장소는 대량의 $CO_2$를 보관하기 위한 시설로 용기의 용량을 100,000L(100톤)로 가정하여 계산하였다. 계산을 통하여 약 100bar로 압축되어 저장된 100톤의 임시저장소 1개가 폭발할 때의 폭발위력을 산출하면, 대략 2346 lb 이며, 이를 환산하면 약 1064 kg의 TNT가 폭발하는 위력과 동일한 것으로 계산된다. 폭발중심으로부터의 거리에 따른 과압은 환산법칙(scaling law)을 통해 계산하였다. 또한, 폭발과압으로 인한 인체 상해에 대해 폐출혈(Lung Haemorrhage)로 인한 사망과 고막파열 등의 상해를 고려하여 Probit 모델을 통하여 추정하였다.

• 한국가스학회지
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• 제18권5호
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• pp.47-51
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• 2014

이 논문은 자동차 흡배기 장치, 발전기 튜닝 및 배기 측 인화성 물질 유입에 관련된 화재에 대한 사례를 분석하고 연구하는 것이다. 첫 번째 사례는, 흡기와 배기 장치의 튜닝한 상태에서 자동차의 시동을 켜 놓고 정차된 상태에서 가연성 스티로폼이 자동차 하체로 유입되고, 배기 열에 의해 불이 붙었고, 이 열원에 누설된 연료가 화재를 확대시킨 것으로 확인되었다. 두 번째 사례는 실내의 오디오 시스템을 튜닝하고 필요한 전기의 양을 증대하기 위해 발전기 용량을 높임으로써 발전기와 연결된 배선이 과열되어 화재가 발생된 것으로 확인되었다. 세 번째 사례의 원인은 정비사가 오일을 교환한 다음 플라스틱 용기로 된 깔때기를 엔진 내부에 둔 것이 엔진의 배기열에 의해 화재가 발생된 것으로 확인되었다. 따라서, 엔진의 흡배기 시스템과 발전기 시스템을 개조하지 않도록 하여야 하며, 자동차를 수리할 때나 점검할 때 배기측에 이물질이 유입되어 화재가 발생하지 않도록 자동차의 관리에 세심한 주의를 하여야 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.39-46
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• 2011

다수의 거주자들이 구금되어있는 교정시설에서는 피난경로가 복잡하여 화재발생시 수용자의 도주사고 없이 안전한 대피유도가 가장 중요한 요소이다. 교정시설의 화재발생유형을 살펴보면 단기보호시설, 치료 시설에서는 의도적인 방화로 인한 화재가 많은 반면에, 교도소 및 구치소와 같은 구금시설에서는 노후한 설비 또는 화기취급부주의 등의 원인에 의해 화재가 발생한다. 두 종류의 교정시설 모두 화재가 발생하면 대피가 신속하게 이루어지지 않아 인명피해가 크다는 점에서 동일한 유형을 보인다. 본 논문에서는 교정 시설의 화재사례 및 구조적 취약성을 고려한 비상시 수용자의 대피경로 및 대피유도계획에 대해 고찰하여 화재와 같은 재난 발생 시 구금상태의 거주자를 도주사고 없이 안전하게 대피 유도하기 위해 쇠창살문에 설치된 구금장치의 전자 해정시스템의 도입을 검토하였다. 특히, 복층형 교정시설에서 보안 및 계호공백 없이 수용자의 안전한 대피유도를 실현하기 위해 피난시뮬레이션(SIMULEX)을 실행하여 산정한 필요피난소요시간(RSET)을 기반으로 구금장치의 해정시스템의 효과를 분석하였다. 결론적으로 USN(Ubiquitous Sensor Networks)기술을 활용한 전자보안출입시스템에 원격해정장치를 교정시설에 의무적으로 부착하여야만 구금상태의 수용자가 비상사태 발생 시 도주시도를 방지하면서 적절한 대피가 이루어질 수 있음을 제시하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.73-79
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• 2009

유해물질은 만일 누출된다면 화재 폭발 독성 및 위해성이 있는 물질을 말한다. 많은 선진국에서 유해물질의 수송이 증가하고 있기 때문에 유해물질의 생산 저장 수송 사용 및 폐기에 대한 정확한 정보는 매우 중요하다. 유해물질의 수송은 유해물질의 사용과정에서 핵심적인 기능이라고 말할 수 있다. 정부는 유해물질에 대해 많은 법령과 규제, 기준들을 개발해 왔다. 그러나 한국의 법령, 규제, 기준들은 비록 유해물질의 이동이 유해물질 수송에 대한 안전과 방재차원에서 중요한 정보임에도 불구하고, 유해물질의 O-D수송에 대한 정확한 정보를 보장하고 있지 못한 실정이다. 본 연구의 목적은 한국의 유해물질 수송에 대해 새롭게 대두되거나 기존에 제기된 이슈들을 조사하고, 제한된 자료를 가진 상황에서 유해물질에 대한 O-D매트릭스를 예측하는 기법을 개발하는 것이다. 본 연구는 유해물질 수송사례에 대한 40개의 후보군 중에서 수산화나트륨 폐기물에 대한 수송이 사례 연구로 선정하였다. 성장률법이 수산화나트륨 폐기물 수송의 2005년 O-D매트릭스를 추정하는데 적용되었다. 행렬보정기법이 추정된 수산화나트륨 O-D매트릭스를 보정하는데 사용되었다. 본 연구는 유해물질에 대한 O-D추정기법의 적용가능성을 제시하였다. 본 연구를 통해 도출된 수산화나트륨 폐기물 O-D 매트릭스는 수산화나트륨 수송의 수송로와 수송구간을 추적하는데 사용되어 진다.

• 전기화학회지
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• 제22권4호
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• pp.139-147
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• 2019

고에너지밀도 대용량 리튬이온전지를 채용한 전기자동차 및 에너지저장시스템에서 발생하고 있는 발화사고로 인해, 고안전성 전고체 리튬이차전지(All-solid-state Lithium Secondary Battery, ALSB)에 대한 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 하지만, 단순히 액체전해질을 고체전해질로만 바꾸는 것이 아니라, 이로 인해 수반되는 전극 및 전지 설계와 해석이 크게 달라진다는 점에서 해결해야 될 이슈들이 산재해 있다. 특히, 전지는 전극 설계에 따라 그 성능이 굉장히 상이함에도 불구하고, 실질적인 전고체 전지 실험 구현의 어려움으로 전고체 전극(All-solid-state Electrode, ASSE) 설계에 따른 성능 차이를 체계적으로 비교 분석하여 최적화하는 연구는 매우 제한적이다. 이를 극복하기 위한 방안으로, 가상의 3차원 전고체 전극 구조체를 형성하고, 형성된 구조체를 바탕으로 다양한 성능 결정 파라미터를 도출하며, 더불어 분석 전극을 포함한 전지의 성능까지 예측할 수 있는 기술을 개발하는 연구가 주목을 받기 시작했다. 본 총설에서는 3차원 전고체 전극 구조체 형성부터 전고체 리튬이차전지의 성능을 예측하는 기술까지 각각의 기술들이 갖고 있는 장단점을 폭넓게 다룰 것이며, 나아가 본 기술이 나아갈 최종적인 목표까지 간략히 기술하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.790-803
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• 2019

디옥틸테레프탈산(DOTP) 제조공정은 분말형태의 테레프탈산(PTA) 주원료와 옥탄올(Octanol)의 에스테르화 반응을 통해 플라스틱 가소제를 생산하는 공정이다. 본 연구에서는 이 공정의 반응기 내에 가연성 용제나 유증기가 존재하고 있는 상태에서 분말형태로 맨홀에 직접 투입하는 테레프탈산의 분진폭발 특성에 관하여 고찰하였다. 분진의 입경과 입도분포 분진특성 실험을 하였고, 화재 폭발특성과 발화온도를 추정하기 위한 분진의 열분해 특성을 조사하였다. 또한 폭발민감도를 평가하기 위한 최소점화에너지 실험을 실시하였다. 실험결과 테레프탈산의 분체 특성은 평균입경이 $143.433{\mu}m$으로 나타났다. 이러한 입경과 입도분포 조건에서 실시한 열분석으로부터 분진의 발화온도는 약 $253^{\circ}C$로 나타났다. 테레프탈산의 폭발민감도를 알기 위해 조사한 폭발하한 농도(LEL)는 $50g/m^3$으로 측정되었다. 폭발민감도를 나타내는 최소점화에너지(MIE)는 (10 < MIE < 300) mJ로 나타났으며, 점화 확률에 기반하여 추산한 최소점화에너지 추정값(Es)은 210 mJ로서 충분한 점화원이 있는 경우 폭발할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 폭발피해 예측에 필요한 폭발강도 특성을 조사한 결과, 테레프탈산 분진의 최대폭발압력($P_{max}$), 최대폭발압력상승속도[$({\frac{dP}{dt}})_{max}$]는 각각 7.1 bar, 511 bar/s로 나타났다. 분진폭발지수(Kst)는 139 mbar/s로 분진폭발등급 St 1에 해당되는 것으로 나타났다.