KGS FP111 2021 §2.6.1.6.4 — 고압가스 특정제조의 시설·기술·검사·감리 기준
1단계 : 화학설비 내부 액체 접촉 면적 계산 KGS FP111 §2.6.1.6.4
■ 산출 목적 : 화재 시 용기 외벽에 노출되는 표면적(Aw)을 계산합니다. ■ 적용 기준 : KGS FP111 2021 §2.6.1.6.4 — 지면으로부터 수직높이 7.6 m 이하의 노출 표면적 기준 ■ 역할 : 화염이 용기에 가하는 총 열량은 노출 면적에 비례하므로, Aw가 클수록 소요분출량(W) 증가
내경 Di
mm
동체 길이 L (T.L ~ T.L)
mm
좌측 경판 깊이 T1 타원형(2:1): Di/4 | 평판: 0
mm
우측 경판 깊이 T2
mm
동체면적 (π × Di × L)
—
m²
S1 면적 (좌측 경판)
—
m²
S2 면적 (우측 경판)
—
m²
내부 액체 접촉 면적 Aw
—
m²
경판 면적 산출식 (타원형 2:1 기준)
S = π × (Di/2)² × 1.166
타원형(2:1 ellipsoidal head) 면적 계수 1.166 적용. 평판 경판은 T = 0 입력.
가로 W
mm
세로 D
mm
높이 H
mm
내부 액체 접촉 면적 Aw
—
m²
직육면체 전체 표면적
Aw = 2 × (W×D + W×H + D×H)
※ KGS FP111 2021 §2.6.1.6.4 : 화재 시 지면 기준 수직높이 7.6 m 이하의 노출 표면적을 Aw로 적용
2단계 : DATA 입력 KGS FP111 §2.6.1.6.4
■ 적용 조항 : KGS FP111 2021 §2.6.1.6.4 — 고압가스설비 안의 기체 및 증기가 외부화재에 노출되어 분출되는 경우 ■ 압력 단위 : 1 barg = 100 kPag | 절대압력(kPaa) = 게이지압(kPag) + 101.325 ■ 온도 단위 : K = °C + 273.15 | 입력란 옆에 °C 환산값이 실시간 표시됩니다.
물질 선택
직접 입력 — 물질명을 쓰고 아래 Mw · k 값을 입력하세요
Mw — 분자량
g/mol
k — 비열비 (Cp/Cv)
—
P — 설정압력 (게이지) 1 barg = 100 kPag
kPag
P₁ — 분출량 결정압력 = P × 1.21 + 101.325 (§2.6.1.5 (2))
—
kPaa
Pn — 정상운전압력 (절대) 절대 = 게이지 + 101.325
kPaa
Tn — 정상운전온도 K = °C + 273.15
K
T₁ — 분출 시 가스 온도 = (P₁/Pn) × Tn (§2.6.1.6.4)
—
K
Tw — 용기 최대 벽면 온도 탄소강 권장: 865 K (§2.6.1.6.4) K = °C + 273.15
W = 0.277 × √( M × P₁ ) × [ (Tw − T₁) / (2 × T₁) ]^1.25 × Aw
W: kg/hr · M: g/mol · P₁: kPaa · Tw, T₁: K · Aw: m² | 0.277: SI 단위 환산 계수
■ 수식 구조 해설
① √(M × P₁) : 분자량·압력에 따른 열유속 기여항 — 무겁고 고압인 가스일수록 분출량 증가
② [(Tw−T₁)/(2T₁)]^1.25 : 화재 온도 구동력 항 — 벽면·가스 온도 차이가 클수록 열전달 증가. 지수 1.25는 대류열전달의 비선형성 반영
③ Aw : 노출 면적 — 넓을수록 분출량 비례 증가 | ④ P₁ = P×1.21+101.325 : §2.6.1.5 (2) 화재 21% 초과압력