CFD 기반 염화수소 유출 사고 시 증기운의 확산 거동 분석 (CFD-Based Analysis of Vapor Dispersion Dynamics in Hydrogen Chloride Leak Incidents)

서지정보

· 발행기관 : 국제차세대융합기술학회
· 수록지 정보 : 차세대융합기술학회논문지 / 8권 / 2호 / 269 ~ 279페이지
· 저자명 : 조승범

초록

최근 석유화학 및 반도체산업 발전에 따라 염화수소와 같은 독성 화학물질의 사용량이 증가하고 있어 유출사고 발생시 피해 영향범위를 예측하고 적합한 비상조치계획 수립이 요구되고 있다. 본 연구에서는 전산유체역학을 활용하여 외기 풍속과 유출 속도에 따른 염화수소 증기운의 대기확산 거동을 확인하였다. 유출 속도가 빠를수록 누출량의 증가로 확산범위가 증가하고, 외기 풍속이 높아질수록 빠른 확산을 통한 대기 희석으로 영향범위가감소하는 것을 확인하였으며, 중심부의 최대 이동속도는 최대 20 m/s 이상으로 분석되었다. 또한, ERPG-2 초과농도 구역은 유출 속도 증가에 비례하였으며, 2.0 kg/s 조건에서 전체영역(3,000 m)으로 확대되었다. 모든 구역의최대 농도는 MP1 구역에서 2.0 kg/s 유출 속도와 0.5 m/s 외기 풍속에서 387 ppm, 최저 농도는 0.1 kg/s 유출속도와 5.0 m/s 외기 풍속에서의 146 ppm으로 확인되었다. 이러한 결과를 통해, 염화수소 증기운의 확산거동은각 이동 구간별로 유출 속도 및 외기 풍속의 지배를 받을 수 있음을 확인하였으며, 빠른 외기 풍속에서는 유출량과 관계없이 염화수소의 확산 현상이 활발히 이루어져 사고 발생 시 실내 대피가 우선하여 실시될 필요가 있을것으로 판단된다.

영어초록

The expansion of the petrochemical and semiconductor industries intensify the use of toxic chemicals, necessitating anticipation of spill damage and effective emergency action plans. This study employs CFD to validate hydrogen chloride vapor cloud diffusion concerning external wind speed and outflow velocity. Higher outflow speed increases the spread of vapor, while higher wind speed reduces the area of influence. The analysis indicated a movement speed surpassing 20 m/s and the ERPG-2 excess concentration area expanded proportionally with increased outflow velocity, covering the entire region at 2.0 kg/s. At 2.0 kg/s and 0.5 m/s in the MP1 zone, the maximum concentration reached 387 ppm, while the lowest concentration of 146 ppm was noted at 0.1 kg/s and 5.0 m/s. Results confirm that the diffusion of hydrogen chloride vapor clouds is influenced by outflow and wind speed, highlighting that shelter-in-place needs to be given priority for high wind speeds.

참고자료

· 없음