폭발위험장소 구분 관련 공식

폭발위험장소 구분에 대한 접근은 인화성 물질의 누출 시 일어날 수 있는 특성과 특징에 대한 올바른 이해가 뒷받침되어야 한다.그 중에 희석을 위한 이론적 최소 환기량, 희석에 요구되는 시간에 대한 내용을 공유하고자 한다.

 

 

 

폭발위험장소 구분 관련 공식

다음 내용은 대기조건에서 공기 중의 인화성 가스 또는 증기의 분포 및 희석에 영향을 끼칠 수 있는 일부 매개변수를 계산하는 데 사용되는 유용한 공식들이다.

 

LFL 미만 희석을 위한 이론적 최소 환기량

● 누출된 인화성 물질의 공기를 통한 희석

신선한 공기의 흐름이 인화성 물질의 농도를 인화하한 값 미만으로 희석시키기 위한 이론적 최소 기량(Qa min) 은 다음의 식에 의하여 계산할 수 있다. 

 

 

여기에서

Qa min : 희석을 위해 요구되는 신선한 공기의 여론적 최소 환기량(㎥/s)

Wg : 인화성 물질의 누출률(kg/s)

k : LFLm 을 고려한 안전계수(≤1.0)

LFLm : 질량 기준 인화하한 (kg/㎥)

Ta. : 대기온도(K)

 

 

<계산 사례 1>

 주위온도 40℃에서 밀폐된 액체 풀의 증발로 인한 벤젠의 누출률 Wg = 0.003 kg/s를 희석시키기 위하여 필요로 하는 신선한 공기의 이론적 최소 환기량을 계산하시오.

 

비고 1. 안전계수 k 는 방출률 산정의 불확실성(포화증기압, 풍속 등)을 고려하여 결정된다.

        2. 인화하한 값은 IEC 60079-20-1에 제시된다.

 

 

희석에 요구되는 시간

● 누출된 인화성 물질의 희석에 요구되는 시간 산출

 

인화성 물질의 농도를 특정 정상 상태 배경농도 Xb 에서 요구되는 임계농도 Xcrit(특정 부피)로 희석하는 데 필요한 이론적인 시간 td 는 다음으로부터 추정할 수 있다.

 

 

여기에서,

td : 인화성 물질 농도의 정의된 값을 첫 번째 값보다 작은 값으로 희석시키는 데 필요한 이론적 시간 (s)

C : 특정 부피에서 단위시간당 공기순환(환기) 횟수 (s^-1)

Xb : 정상상태 조건에서 인화성 물질 배경농도 (vol/vol)

Xcrit : 인화성 물질 농도의 원하는 임계값(vol/vol)

 

 

<계산 사례 2>

초기값 Xb = 0.012 에서 원하는 값 Xcrit =0.0024로, C=6 h^-1(0.002 s^-1) 단위시간당 많은 환기 횟수를 얻기 위해 강제 환기되는 밀폐공간 내의 인화성 물질 농도를 감소시키기 위한 이론적인 시간을 찾으시오.

 

 

비고 : 위에서 계산된 이론적 시간 td 는 방출된 가연성 물질의 이상적인 희석을 기반으로 하기 때문에 안전계수는 항상 고려되어야 한다..

 

Reference : KS C IEC 60079-10-1:2015 부속서 J