가압 누출에 따른 형상 계수 및 위험 반경

EI 15 규정에 따른 가압 누출(Pressurised release) 시 설치 높이(H)와 위험 반경(R₁)의 상관관계에 따른 3차원 위험 구역 형상(Shape factors)을 공유하고자 있다.

 

 

 

가압 누출에 따른 형상 계수 및 위험 반경

개요 (Overview)

위험 반경 R₁과 위험장소의 3차원 포괄 범위(Envelope) 사이의 관계는 누출원의 높이 및 방향에 의해 결정된다. 이는 다음의 Figure 3.6의 세 가지 시나리오를 통해 정의된다.

 

 

설치 높이(H)에 따른 형상 결정 기준 (Key Features)

구분	설치 높이(H) 조건	지면 영향(Ground Effect) 및 형상 특성
Case (a)	H > R₁ + 1 m	지면의 영향을 받지 않음 (Independent of ground). 누출원을 중심으로 반경 R₁인 완전한 구형(Sphere) 형성.
Case (b)	1 m < H < R₁ + 1 m	누출 방향이 하향이고 1 m 이하를 통과할 경우 지면의 영향을 받음. 상부는 반구형, 지면 근처는 반경 R₂인 원반형 형성.
Case (c)	H < 1 m	지면의 직접적인 영향을 받음. 누출 지면으로부터 반경 R₂인 평면 확산과 상부 반구형이 결합된 형상 형성.

 

 

 

지면 효과 반경(R₂)의 산정

R₂ 값은 다음의 Table C.4를 사용하여 결정할 수 있다.

누출 압력이 증가할수록 혼합(Mixing) 효율이 개선되어 R₂/R₁의 비율은 감소하는 경향을 보인다.

 

 

 

기술적 해석 및 적용 가이드

1. 수직 상부 (h_up):

• Figure 3.6의 (b), (c)를 보면 상부 확산은 기본적으로 R₁(수평 위험 거리 d)을 따르고 있음을 알 수 있다. 가벼운 가스의 경우 여기에 부력 계수를 추가하여 1.0 ~ 1.5배로 확장하는 논리가 성립한다.

2. 수직 하부 (h_down):

• 설치 높이(H)가 낮을 때(H < R₁ + 1 m)는 지면까지를 위험 범위로 보며, 지면에서 높이 1 m의 '띠' 형태 구역이 반경 R₂만큼 형성된다.
• 이는 무거운 가스가 지면을 따라 깔리는 현상을 EI 15가 공식적으로 "1 m 높이의 원반" 형상으로 정의하고 있음을 증명한다.

 

정보 출처:

EI 15 (Model Code of Safe Practice Part 15), Section 3.9 & Figure 3.6.