KGS GC101 누출 유량(누출특성) 결정

KGS GC101에 포함된 누출 유량(누출특성)의 결정에 대해 적용상의 구체화를 위하여 본 내용을 공유하고자 한다.

 

 

 

KGS GC101 누출 유량(누출특성) 결정 

 

폭발위험장소를 설정하기 위해서는 다음의 순서대로 ① 누출 등급의 결정, ② 누출홀 크기의 결정, ③ 누출유량(누출특성)의 결정, ④ 희석등급의 결정, ⑤ 환기유효성의 결정을 하고, 최종적으로 ⑥ 위험장소의 결정, ⑦ 폭발위험장소 범위의 산정을 하여 결과를 얻을 수 있다.

각각의 누출원별로 선정 및 결과를 계산하여 종합적으로 도면 등에 나타낼 수 있다.

 

금번은 ③ 누출유량(누출특성)의 결정에 대한 적용을 기술하였다.

 

 

인화성액체 및 가스의 누출계수(Cd)

인화성액체 및 가스의 누출률 계산식에서 누출계수(Cd)의 계수 수치 적용에 대한 해석이다.

● Cd :

- 누출계수로서 샤프에지오리피스(sharp edged orifice)의 경우 0.50에서 0.75, 라운디드오리피스(rounded orifice)의 경우 0.95에서 0.99

 

[비고] 샤프에지오리피스의 경우에는 레이놀즈넘버가 30,000을 초과하는 경우 0.61을 적용하고 레이놀즈넘버가 30,000 이하인 경우 및 신뢰성 있는 근거자료를 제시할 수 없는 경우 0.75를 적용한다.

라운디드오리피스의 경우에는 신뢰성 있는 근거자료를 제시할 수 없는 경우 0.99를 적용한다.

 

<그림 1> sharp edged orifice vs. rounded orifice

 

 

인화성가스의 압축계수(Z)

기상 가스의 누출률 계산식에서 나타나는 압축계수의 계수 수치 적용에 대한 해석이다.

Z :

- 가스의 거동과 관련된 계수로 이상기체일 경우는 1을 적용(이상기체 거동과 멀어지는 경우는 타 계수 적용)

 

[비고] 압축계수의 경우, 이상기체의 거동과 유사한 경우(코드에서는 용기 내부의 가스 압력이 5 ㎫ 이하인 경우로 정하고 있음), 온도 및 압력과 무관하게 1의 값을 쓰면 되지만, 초고압 또는 초저온 등 이상기체 거동과 멀어지는 경우, 참고문헌을 사용하거나 NIST 웹북*에서 제공하는 값을 사용할 수 있다.

* NIST webbook, https://webbook.nist.gov/chemistry/, National Institute of Standards and Technology

 

 

누출특성의 안전계수(k)

누출특성의 값은 희석등급과 폭발위험장소의 거리를 결정하는 인자로 사용된다.

 

k :

- 폭발하한에 따른 안전계수로서 0.5에서 1 사이의 값

 

[비고] 실험결과 또는 문헌자료에 의하여 폭발하한이 잘 알려져 있는 물질(단일물질 또는 혼합물질)의 경우 1.0을 적용하고, 구성 물질의 폭발하한과 구성 비율이 잘 알려져 있어 폭발하한의 계산이 가능한 혼합물질의 경우 0.8을 적용하며, 그

밖의 경우 0.5를 적용한다.

 

Reference : 김정환 등, KGS GC101을 통한 가스시설 폭발위험장소의 설정