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경사터널내 화재 발생시 경사도가 임계속도에 미치는 영향에 관한 연구
An Experimental Study on the Critical Velocity Considering the Slope in Tunnel Fire

김승렬   (중앙대학교 기계공학부UU0001197  ); 장용준   (한국철도기술연구원 궤도토목연구본부CC0187002  ); 유홍선   (중앙대학교 기계공학부UU0001197  );
  • 초록

    본 연구에서는 경사각에 다른 임계속도 변화를 파악하기 위하여 축소모형 실험을 수행하였다. Froude 상사를 사용하여 1/20 축소모델 시험을 수행하였고, 화원은 메탄올, 아세톤, 헵탄을 연료로하여 Akinson과 Wu가 사용한 가스버너가 아닌 배연속도에 따라 달라지는 정사각형 풀을 사용하였으며, 터널의 각도는 $0^{\circ}$ , $2^{\circ}$ , $4^{\circ}$ , $6^{\circ}$ , $8^{\circ}$ 에 관하여 실험을 수행하였다. 발열량과 온도는 로드셀과 K-type 열전대를 사용하여 측정하였다. 실험결과 발열량 변화를 고려하지 않은 Atkinson과 Wu의 실험결과 보다 배연속도에 따른 발열량이 변화하는 풀화재를 사용한 경우가 더 큰 기울기 값을 얻었다. 따라서 배연속도는 화원의 연소율 변화에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 경사터널화재 발생시 연소율의 변화에 따른 임계속도의 영향을 고려하는 것이 중요하다.


    An experimental study has been conducted to investigate the effect of tunnel slope on critical velocity by using the model funnel of the 1/20 reduced-scale applying the Floods scaling law. the square liquid pool burners were used for methanol, acetone and n-heptane fires. tunnel. Tunnel slopes varied as five different degrees $0^{\circ}$ , $2^{\circ}$ , $4^{\circ}$ , $6^{\circ}$ and $8^{\circ}$ . The mass loss rate and the temperatures are measured by a load celt and K-type thermocouples for tunnel slope. Present study results in bigger the critical velocity than the research of Atikinson and Wu using the propane burner. Therefore, when estimating the critical velocity in slope tunnel, the variations of the heat release rate is an important factor. The reason is the ventilation velocity directly affects variation of heat release rate when slope tunnel fire occurred.


  • 주제어

    경사터널 .   임계속도 .   축소법칙 .   터널화재.  

  • 참고문헌 (11)

    1. G. T. Atkinson, and Y. Wu (1996), "Smoke Control in Sloping Tunnels," Fire Safety Journal, Vol.27, No.4, pp.335-341 
    2. 이성룡, 김충익, 유홍선, 김혁순, 전명배(2004), "경사 터널내 화재시 임계속도에 관한 실험적 연구," 한국화재.소방학회지, 제18권 제1호., pp.49-53 
    3. X. C. Zhou, and J. P. Gore (1995), "Air Entrainment Flow Field Induced by a Pool Fire," Combustion and Flame, Vol.100, No.1, pp.52-60 
    4. Carvel, R.O., Beard, A.N., Jowitt, P.W. and Drysdale. (2001). Variation of Heat Release Rate with Forced Longitudinal Ventilation for Vehicle Fires in Tunnels, Fire Safety Journal, 36: 569-596 
    5. Sardqvist, S. (1993), "Initial Fires", ISSN 1102-8246 
    6. Y. Wu, and M. Z. A. Baker (2000), "Control of Smoke Flow in Tunnel Fires Using Longitudinal Ventilation Systems - A Study of the Critical Velocity," Fire Safety Journal, Vol.35, No.4, pp.363-390 
    7. J.S. Roh, S.S. Yang, and H.S. Ryou, "Tunnel Fires : Experiments on Critical Velocity and Burning Rate in Pool Fire During Longitudinal Ventilation", Journal of Fire Sciences, Vol.25, NO.2, pp.161-176 
    8. Y. Oka, and G. T. Atkinson, "Control of Smoke Flow in Tunnel Fires," Fire Safety Journal, Vol.25, No.4, pp.305-322, 1995 
    9. J.G. Quintiere, (1989), "Scaling Applications in Fire Research," Fire Safety Journal, Vol.15, pp.3-29 
    10. A. Beard, and R. Carvel (2004). "The handbook of tunnel fire safty" 
    11. J.G. Quintiere (1997), "Principles of Fire Behavior, Delmar Publishers" 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Jang, Yong-Jun ; Lee, Chang-Hyun ; Kim, Hag-Beom ; Jung, Woo-Sung 2009. "THE EXAMINATION OF ACCURACY OF FIRE-DRIVEN FLOW SIMULATION IN TUNNEL EQUIPPED WITH VENTILATION" 한국전산유체공학회지 = Journal of computational fluids engineering, 14(3): 115~122     
    2. Park, Won-Hee 2015. "Measurement of Ceiling Temperature in Tunnel for Heights and Fire Sizes of Fire Source" 한국유체기계학회 논문집 = The KSFM journal of fluid machinery, 18(1): 5~10     

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