마그네슘합금의 조성비율에 따른 폭발 및 화염전파 특성

Abstract

본 연구에서는 폭발사고가 반복되고 있는 마그네슘합금(Mg-Al alloy) 분진의 동종재해 예방대책을 위한 안전자료로 활용하기 위하여 폭발특성을 실험적으로 조사하고 화염전파속도를 추정하였다. 화염전파속도는 폭발과 압력 강도에 영향을 주지만 분진폭발에서는 화염의 확산에 따른 피해예측에도 중요한 자료로 활용될 수 있다. 실험은 마그네슘합금(평균입경 151~161 <TEX>${\mu}m$</TEX>)의 성분비에 따른 폭발특성을 조사하였으며, 밀폐공간의 분진폭발에서 화염전파속도를 계산하기 위하여 분진의 연소시간과 화염면의 도달시간을 고려하고 폭발압력으로부터 추정하는 방법을 사용하였다. 그 결과, Mg-Al(60:40 wt%), Mg-Al(50:50 wt%), Mg-Al(40:60 wt%)의 최대화염전파속도는 각각 15.5, 18, 15.2 m/s가 얻어졌으며 성분비율에 따라 최대화염속도는 변화하는 경향을 나타냈다. The aim of this study is to evaluate the characteristics of explosion and flame velocity that can be utilized to factories where Mg-Al alloy metal powders are handled in the form of raw materials, products or by-product for similar dust explosion prevention and mitigation. Because the strength of the blast pressure is the result due to flame propagation, flame velocity in dust explosion can be utilized as a valuable information for damage prediction. An experimental investigation was carried out on the influences of content ratio of Mg-Al alloy (mean particle size distribution of 151 to 161 <TEX>${\mu}m$</TEX>). And a model of flame propagation velocity based on the time to peak pressure and flame arrival time in dust explosion pressure, assuming the constant burning velocity, leads to a representation of flame velocity during dust explosion. As the results, the maximum flame velocity of Mg-Al(60:40 wt%), Mg-Al(50:50 wt%) and Mg-Al(40:60 wt%) was estimated 15.5, 18 and 15.2 m/s respectively, and also tend to change with content ratio of Mg-Al.