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ISSN : 1229-3431(Print)
ISSN : 2287-3341(Online)
Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety Vol.26 No.5 pp.454-465
DOI : https://doi.org/10.7837/kosomes.2020.26.5.454

Fire Simulation for Vent Flow and Temperature in Engine Room of Small Ship: Effects of Ceiling Duct Location and Side Vent Size

Lee-Gyu Jeong*,Chi Young Lee**,***†
* Professor, Korea Institute of Maritime and Fisheries Technology, Busan 49111, Republic of Korea
** Professor, Department of Fire Protection Engineering, Pukyong National University, Busan 48513, Republic of Korea
*** Professor, Division of Architectural and Fire Protection Engineering, Pukyong National University, Busan 48513, Republic of Korea
* First Author : pas92@seaman.or.kr, 051-620-5785
Corresponding Author : cylee@pknu.ac.kr, 051-629-6493

Abstract

Fire simulations were performed using the Fire Dynamics Simulator (FDS) software to examine the vent flow and temperature in the engine room of a small ship. A diesel fire with a heat release rate of 10 kW was targeted, and the effects of the ceiling duct location, side vent existence and nonexistence, and side vent size were investigated. The existence or nonexistence of the side vent and its size considerably affected the smoke behavior, mass flow rate through the vent, and temperature. When the side vent was not installed or was small, the smoke layer reached the floor in the engine room. In addition, as the side vent size increased, the mass flow rate through the vent increased with decreasing temperature value. However, the effects of the ceiling duct location on the smoke behavior, mass flow rate through the vent, and temperature seemed to be relatively minor compared to those of the side vent size. Therefore, to improve the fire safety of the engine room in a small ship, the side vent size is considered to be a more important design factor than the ceiling duct location.

소형선박 기관실의 개구부 유동 및 온도에 대한 화재시뮬레이션: 천장 통풍통 위치 및 측면 개구부 크기 영향

정이규*,이치영**,***†
* 한국해양수산연수원 교수, ** 부경대학교 소방공학과 교수, *** 부경대학교 건축·소방공학부 교수

초록

소형선박 기관실 내 화재 시 개구부 유동 및 온도에 대해 FDS(Fire Dynamics Simulator)를 이용하여 화재시뮬레이션을 수행하였다. 열방출률이 10 kW 급인 경유(Diesel) 화재를 대상으로 하였고, 천장 통풍통의 위치, 측면 개구부 유·무 및 크기에 대한 영향을 파악하였다. 측면 개구부의 유·무 및 크기는 연기 거동 뿐 아니라 개구부를 통한 질량 유량 및 온도에 지대한 영향을 미쳤다. 측면 개구부가 미설치되거나 크기가 작은 경우 연기층이 기관실 내 바닥까지 도달하였고, 측면 개구부의 크기가 증가함에 따라 개구부를 통한 질량 유량이 증가하고 온도는 감소하는 경향이 나타났다. 반면, 천장 통풍통의 위치가 연기 거동, 개구부를 통한 질량 유량 및 온도에 미치는 영향은 측면 개구부 크기에 비해 상대적으로 미미한 것으로 관찰되었다. 따라서 소형선박의 기관실 내 화재 시 안전성 향상을 위해서는 천장 통풍통 위치보다 측면 개구부의 크기가 더 중요한 설계 인자인 것으로 판단된다.

Figure

Table