대형 콘 칼로리미터 설계를 위한 주요 인자 분석

Analysis of Major Factors for Designing Large Scale Cone-calorimeters

본 연구에서는 대형 콘 칼로리미터의 주요 설계인자와 열방출률 상관관계를 분석하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 이를 위해서 국외 연구기관에서 보유하고 있는 1 MW급 이상의 칼로리미터 주요 제원을 조사하였으며, 플럼에서 발생되는 총 연기발생량과 산소소모지수법을 적용한 열방출률 관계식을 검토하였다. 그 결과 대형 콘 칼로리미터의 목표 설계 열방출률과 송풍 용량이 결정된 경우 화원으로부터 후드까지의 높이와 후드의 크기가 증가할수록 덕트 내부 온도와 산소농도의 변화량이 비례하여 감소하는 현상을 고찰하였다. 이러한 결과는 열방출률 산출 과정에서 질량유량과 산소소모 계수에 중요한 영향을 미칠 수 있으며, 대형 콘 칼로리미터의 목표 열방출률이 결정된 경우 송풍용량 뿐만 아니라 후드의 형상 및 화원으로부터의 높이를 고려한 설계 인자 분석이 필요한 것으로 판단된다.

In this study, fundamental research was conducted to analyze the correlation between the main design factors of large-scale cone-calorimeters and the heat release rate. The specifications for designing cone-calorimeters of 1 MW or higher, which have been constructed in foreign research institutes, were investigated. In addition, the relationship between the total amount of smoke generated in the plume and the heat release rate determined via the oxygen consumption method was reviewed. The temperature variation inside the duct and the oxygen concentration could be decreased as the height and size of the hood increased. These results could have an important effect on the mass flow rate and oxygen consumption coefficient when calculating the heat release rate. To accurately determine the heat release rate of a large cone-calorimeter is determined, further research is necessary to analyze the design factors considering not only the blowing capacity but also the shape of the hood and height from the fire source.