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학술저널
저자정보
전준구 (한양대학교) 김연수 (한양대학교) 정회철 (한양대학교) 김성중 (한양대학교)
저널정보
한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제53권 제10호
발행연도
2021.10
수록면
3,286 - 3,297 (12page)
DOI
https://doi.org/10.1016/j.net.2021.05.004

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The released hydrogen can be ignited even with weak ignition sources. This emphasizes the importanceof the hydrogen flammability evaluation to prevent catastrophic failure in hydrogen related facilitiesincluding a nuclear power plant. Historically numerous attempts have been made to determine theflammability limit of hydrogen mixtures including several diluents. However, no analytical model hasbeen developed to accurately predict the limit concentration for mixtures containing radiating gases. Inthis study, the effect of H2O and CO2 on flammability limit was investigated through a numericalsimulation of lean limit hydrogen flames. The previous flammability limit model was improved based onthe mechanistic investigation, with which the amount of indirect radiation heat loss could be estimatedby the optically thin approximation. As a result, the sharp increase in limit concentration by H2O could beexplained by high thermal diffusivity and radiation rate. Despite the high radiation rate, however, CO2with the lower thermal diffusivity than the threshold cannot produce a noticeable increase in heat lossand ultimately limit concentration. We concluded that the proposed mechanistic analysis successfullyexplained the experimental results even including radiating gases. The accuracy of the improved modelwas verified through several flammability experiments for H2-air-diluent.
#Flammability limit #Radiating gas #Indirect radiation #Extinction mechanism #Hydrogen safety

목차

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