DF 엔진의 급기 매니폴드용 폭발 릴리프 밸브의 설치를 위한 유동해석
저자
Li Changchang ; 고대권(D. K. Koh) ; 황성철(S. C. Hwang) ; 정석호(S. H. Jung)
발행기관
학술지명
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발행연도
2021
작성언어
Korean
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학술저널
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수록면
567-567(1쪽)
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선박의 엔진에서 폭발 사고가 발생하는 경우, 선박 화재뿐만 아니라 인명 사고까지 이어지는 심각한 문제가 될 수 있다. 이중 연료(Dual Fuel) 엔진의 급기 매니폴드는 이러한 폭발 사고가 발생할 가능성이 있기 때문에 폭발 릴리프 밸브를 설치하고 있다. 크랭크케이스에 설치되는 폭발 릴리프 밸브는 디젤엔진에 오래전부터 사용되어오며 많은 선행 연구들이 이뤄졌지만, 급기 매니폴드에 설치하는 것은 최근들어 적용되었기 때문에 아직까지 다양한 연구가 이뤄지지 않고 있다. 급기 매니폴드에서 발생하는 폭발 사고는 급 배기 밸브의 겹침이 발생하는 시점에서 기계적 결함으로 인해 발생하는데, 이러한 상황을 실험을 통해 구현하는데 어려움이 있다. 그렇기 때문에 전산유체역학(CFD)을 이용하여 사고가 발생하는 상황을 시뮬레이션하여 분석해야할 필요가 있다. 본 연구에서는 이중 연료엔진에서 사용되는 액화천연가스 성분 중에서 메탄이 급기 매니폴드에서 폭발을 일으키는 경우를 수치해석하여 압력, 온도 결과 및 폭발 릴리프 밸브의 설치 필요성에 대해 분석하였다. 폭발이 발생하는 경우 압력의 상승으로 인해 충격파가 발생하며, 폭발 릴리프 밸브는 급격한 압력 상승을 방지하기 위해 적합한 위치에 설치되어야 한다. 800 kW 급 7기통 중속엔진의 급기 매니폴드을 대상으로 각 실린더에서 폭발이 발생하는 경우를 분석하였고, 폭발 릴리프 밸브로 인해 압력 및 온도가 감소되는 영향을 확인하였다. 실린더에 따라 압력 및 온도가 감소하는 결과는 다르게 나타났으며, 본 연구의 결과를 활용하여 폭발 릴리프 밸브의 위치 선정 및 엔진의 운전 조건에 따라 발생하는 폭발 사고를 시뮬레이션하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
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