CO₂소화제 노즐 분사각 및 분사속도가 CO₂농도분포특성에 미치는 영향에 관한 수치적 연구

A Numerical Simulation of the Effect of the Injection Angle and Velocity of the CO₂Agent Nozzle on the Characteristics of CO₂Concentration Distribution

선박에 설치되는 고정식 CO₂소화장치의 구성요소 중 하나인 CO₂소화제분사노즐의 분사각과 분사속도가 유동 및 CO₂농도분포특성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 전산모의실험을 2차원 비정상상태로 수행하였다. 유동장과 CO₂소화제 농도장을 계산하여 분석하였다. 소화제 분사노즐의 조건에 따라 유동형태의 상이성을 확인할 수 있었으며, 모든 소화제 분사노즐조건에서 와류가 형성되는 영역으로부터 주위로 등농도선대가 확장됨을 알 수 있었다. 소화제 분사노즐각에 따라 계산영역의 밑바닥면을 따르는 벽면제트기류의 강도가 다르게 나타났고, 등농도선대가 확장 또는 축소됨을 예측 가능하였다. CO₂소화제 분사유량을 일정하게 유지한 상태에서 소화제 분사속도를 증가시키는 것이 감소시키는 것 보다 더 높은 CO₂등농도선대가 밑바닥면 상에 형성될 것으로 예측되었다.

We have conducted a numerical simulation under two-dimensional unsteady conditions in order to analyze the effect according to the injection angle and velocity of the CO₂agent nozzle which is one of the elements for the fixed type CO₂fire extinguishing system installed in a ship on the characteristics of flow and CO₂concentration distribution. The flow fields and concentration fields were measured and analyzed. We can found that the difference of flow patterns according to the conditions of CO₂agent injection nozzle, and in all the conditions of CO₂agent injection nozzle, the iso-concentration line was expanded from the region at which vortex was generated to the surroundings. We can expected that the intensity of the wall jet on the bottom floor was generated differently and the iso-concentration lines were expanded or shrunk according to the angle of CO₂agent injection nozzle. In case of increasing CO₂agent injection velocity maintaining the flow quantity of the CO₂agent injection equally, the iso-concentration line of CO₂agent on bottom floor can be formed more higher than in case of decreasing CO₂agent injection velocity.