09. 폭발위험장소의 구분 - (3) 누출구멍, 누출률의 정의 및 결정

 

지난 포스팅에선 누출등급에 대해 알아보았다.

http://nefing.com/c/41877768

09. 폭발위험장소의 구분 - (2) 누출등급이란?

이번 포스팅에선 누출구멍과 누출률에 대해 알아보려 한다.

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1. 누출구멍의 정의 및 결정

A. 정의

 

- 가연성 가스의 누출이 일어나는 구멍의 단면이다.

 

밸브에 누출구멍이 위치한 예시로, 인화성 물질이 누출되는 구멍(검은색 원)의 단면 누출구멍이다.

 

B. 특징

 

B.1 가연성 가스의 누출 유량(누출률) 결정에 사용되는 인자이며,

누출률 값은 위험장소 구분에 있어서 매우 중요한 값이다.

 

B.2 누출률은 누출 구멍 반경의 제곱에 비례한다.

 

C. 누출구멍 크기의 결정

 

C.1 연속/1차 누출등급의 누출구멍

: 누출이 예상되는 방출구, 오리피스의 크기로 결정된다.

 

C.2 2차 누출등급의 누출구멍

- 누출원의 유형, 누출원의 파손 유형에 따라 결정된다.

 

- 누출원의 유형 뿐만 아니라 파손유형 또한 다양하게 존재하므로

각각 상황에 따라 적절한 누출구멍 크기를 결정해야 한다.

 

- 2차 누출등급의 누출구멍 값은 범위로 주어지는 경우가 많으며,

설비의 운전조건을 고려하여 값을 결정한다.

 

 

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2. 누출률의 정의 및 결정

 

A. 정의

 

- (누출원에서) ‘단위 시간당 누출되는 인화성 물질의 양’을 의미한다.

 

B. 특징

 

B.1 단위 시간당 물질의 양에 대한 값이므로 단위는 kg/s 이다.

 

B.2 다수의 누출원이 존재할 경우 누출원 구성에 따라 누출률을 계산한다.

a. 다수의 연속누출등급 누출원이 존재할 경우

: 각 누출원의 누출률의 총 합

b. 다수의 1차 누출등급 누출원이 존재할 경우

: [동시에 누출될 수 있는 1차누출등급 누출원의 누출률의 총 합] + [연속누출등급 누출원의 누출률]

c. 다수의 2차누출등급 누출원이 존재할 경우

: [누출률이 가장 큰 2차누출등급 누출원의 누출률] + [연속누출등급 누출원의 누출률]

 

C. 누출률의 결정

 

C.1 KS규격 등에서 액화 가스 및 가스의 누출률을 계산하기 위한 근사식이 제시되며,

누출률을 결정하기 위해선 해당 근사식을 활용한다.

 

C.2 누출구멍, 압력차, 유체의 밀도, 속도 등이 근사식의 주요 변수이다.

 

C.3 근사식보다 더욱 정확한 계산식을 적용할 수 있다면 해당 계산식으로 누출률을 계산한다.

 

 

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