| 가스소화약제 압력누기감시장치의 안전성 분석을 위한 수치적 연구 |
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고아라, 임동오, 손봉세 |
1가천대학교 일반대학원 소방방재공학과
2가천대학교 일반대학원 소방방재공학과
3가천대학교 소방방재공학과 |
| A Numerical Study to Analyze Safety of Pressure Leakage Monitoring System of Gas Extinguishing Agent |
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Go A-Ra, Lim Dong-Oh, Son Bong-Sei |
1Dept. of Fire and Disaster Protection Engineering Graduate School, Gachon Univ.
2Dept. of Fire and Disaster Protection Engineering Graduate School, Gachon Univ.
3Dept. of Fire and Disaster Protection Engineering, Gachon Univ. |
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| 요약 |
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가스계소화설비의 수요는 매해 증가하고 있으나, 늘어나는 수요에 대비한 시스템의 안전성 및 신뢰성등 소화성능에 필요한 안전대책이 미흡하여 사회적인 문제가 되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 가스 소화시스템의 사고발생 원인 중에서 가장 심각한 문제인 소화약제 저장용기에서 발생하는 압력누기는 화재진압의 성패를 좌우하는 중요한 요소로 시급한 대책이 요구되는 문제점로 판단하여 연구를 하였다. 새로 개발한 압력누기감시장치는 화재진압에 중요한 요소인 소화농도와 관련이 있는 저장용기의 약제확보상태와 압력 및 누기, 방출상태 등을 감시하는 장치로 $CO_2$와 HFC-23 시스템에 적용할 수 있도록 개발하였다. 즉, 압력누기감시장치를 가스소화설비에 적용하였을 때 발생할 수 있는 구조적 안전성 분석을 위하여 유체-구조연계해석을 통하여 안전성능을 검증하였다. 해석에 사용한 프로그램으로 전산유체해석은 Mentor Graphics사의 FloEFD 프로그램을 사용하였고, 구조해석 프로그램은 Dassault systems사의 ABAQUS를 사용하였다. 수치해석결과 $CO_2$용의 구조에서는 소성변형이 발생하지 않아 안전성을 확인하였으나 HFC-23용 감시장치에는 소성변형 및 이탈문제가 발생하여 설계수정과 3차례의 수치해석 조건을 수정하여 얻은 데이터를 기본으로 압력누기감시장치의 구조적인 안전성을 확인하였다. |
| Abstract |
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While the demand for the gas system fire extinguishers increases every year, there are insufficient safety measures for assessing the extinguishing performance, such as system safety and reliability in the preparation of increasing demand, which has emerged as a social problem. One of the most critical causes of accidents occurring with the gas extinguishing system is pressure leakage from the extinguishing agent storage container. This is considered to be one of the critical factors on which the success of fire suppression depends. In this study, its safety measure was studied, Because it was deemed urgently necessary. The newly developed pressure leakage monitoring system is a system monitoring storage condition, pressure, leakage and discharge of the storage container related to agent concentration, which is one of the critical factors for fire suppression. This was developed to be applicable to the $CO_2$ and HFC-23 systems. Therefore, for structural safety analysis, the safety performance was verified by the fluid structure coupling analysis of the safety problems that may occur when the pressure leakage monitoring system is applied to the gas fire extinguisher. For analysis programs, the FloEFD program from Mentor Graphics was used for computational fluid dynamics analysis and ABAQUS from Dassault Systems was used for structural analysis. From the result of numerical analysis, the structure of $CO_2$ did not develop plastic deformation and its safety was verified. However, plastic deformation and deviation issue occurred with the HFC-23 monitoring system and therefore verified the structural safety of pressure leakage monitoring system by data obtained from redesigning and adjusting the condition of numerical interpretation three times. |
| Key Words:
Structural analysis, Computational fluid dynamics (CFD) analysis, Numerical analysis, Gaseous fire fighting system, Fire extinguishing agent, Leak, Reliability |
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