안전공학실험 | 분진 폭발

 

 

 

TIP

 

 

미분말상 고체의 분진폭발 시험을 수행함으로써 나타내는 가연성 분진의 위험성을 조사할수 있다

 

 

 

분진 폭발

지름이 1,000μm 보다 작은 입자는 물질의 종류에 관계없이 분체라고 부른다. 그 중 75μm이하의 고체입자로서 공기 중에 떠 있는 분체를 분진이라 부른다. 이들은 항상 우리의 생활주변이나 생산공정 중에 존재하고 있으며 대단히 입자가 작아서 대략 직경이 10^-5cm 이하로 되면 aerosol로 공기 중에 분산하여 현탁상태 가는 고체 입자가 분산하고 있는 상태이다.

 

공기 중에 떠도는 농도 짙은 분진이 에너지를 받아 열과 압력을 발생하면서 갑자기 연소·폭발하는 현상이다. 먼지폭발·분체폭발이라고도 한다. 석탄가루에 의한 탄진폭발이 잘 알려져 있으며, 그 밖에 밀가루·설탕·철가루·플라스틱 가루·폴리에틸렌·페놀수지·금속가루·세제 등 많은 것이 분진폭발을 일으킨다. 폭발한계는 분진의 크기와 점화원의 세기에 따라 다르며 최소점화 에너지는 10～80mJ이다.

 

이러한 분진폭발을 방지하려면 착화원을 제거하는 것이 중요하며 전기기계 기구는 방폭구조의 것을 사용하고, 정전기스파크를 발생시키지 않도록 하며, 충격에 의한 불꽃을 발생시키기 쉬운 금속제품을 용기 안에 넣지 않도록 하는 것이 좋다. 착화원이 있어도 착화를 일으키지 않도록 불활성가스(질소, 탄산가스 등) 를 집어넣어 폭발하한계 값을 높게 하는 것이 좋다 또한 산소 농도의 감소, 비활성 가루의 혼합, 비활성 기체에 의한 희석, 점화원 배제, 폭발억제설비 사용 등이 분진폭발의 방지 방법들로 있다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 본체의 스위치가 OFF 상태인지 그리고 공기압추기와 본체가 연결이 되어 있는지 점검한다.

 

2) 공기압축기를 작동시키고 본체의 공기흡입구 밸브을 열어 공기저장탱크에 0.05MPa까지 공기를 저장한다.(이 후 실험을 시작하여 공기저장탱크의 압력이 빠지면 자동으로 부족한 공기가 공기압축기로부터 공급되어 공기저장탱크는 항상 0.05MPA의 압력이 유지된다)

 

 

3) 폭발관(부피 1.25L)(2번)의 나사 4개를 풀고 시료투입부에 시료를 노즐 주위에 둥글고 균일하게 넣은 다음 다시 나사 4개를 조이고 점화전극을 연결한다.

 

4) 전극을 일정한 간격으로 균일하게 넣고 폭발관의 윗부분에 파열관을 장착한다.

 

5) 칭량한 시료를 분산접시에 균일하게 넣고 폭발통 설치

 

6) 폭발통 상부를 종이로 씌운 다음 고정

 

7) 콤프레샤를 이용 공기 저장탱크에 일정량의 공기를 압축저장(5kgf/㎠)

 

8) 1)～5)의 준비가 끝난 다음 전원을 연결하고 메인스위치을 ON시킨다

 

9) TIMER S/W를 조작하여 분사시간설정타이머(T₁)와 delay시간타이머(T₂), Arc시간타이머(T₃), 슬라이닥스를 아래 값으로 설정한다

① 분사시간설정타이머(T₁ ) : 0.5sec

② Delay시간타이머(T₂ ) : 0.3sec

③ Arc시간타이머(T₃) : 0.4sec

④ 슬라이닥스：최대값(시계방향으로 끝까지 돌린다, 220) - 전분 또는 톱밥(입도 150㎛ 이하)의 경우만 220, 110에서 두 번 실험

 

10) 각종 타이머의 설정이 끝나면 start버튼을 눌러 점화한다

 

11) 폭발 후 화염이 폭발한계선(폭발관의 빨강선) 100mm 이상 발생하고 폭발관 상부의 종이필터가 폭발압력에 의해 파열되면 폭발로 판정하고 파열되지 않으면 불폭으로 판정한다.

 

12) 화염의 발생상태와 폭발, 불폭의 상화을 정확히 기록한다.

 

13) 실험이 끝난 후 반복 측정하기 위해서 stop버튼을 누르고 폭발관을 제거한 후 남아있는 시료를 진공청소기를 사용하여 깨끗이 청소한 다음 반복하여 실험 한다

 

14) 위의 실험을 반복하여 시료별, 실험조건별로 폭발하한계를 산출한다

 

 

 

[안전공학실험]분진 폭발 레포트