출처: https://pure.tue.nl/ws/portalfiles/portal/46990410/784377-1.pdf

 

 2) Voltra 표시

 

 

     Physibel 2006의 Voltra는 comsol에서와 유사한 실험을 수행하는 데 사용되었습니다. Voltra는 물체에서 3D 및 2D와도 열전달을 계산하는 컴퓨터 프로그램입니다. 이 프로그램은 화재 실험을 수행하도록 검증되었습니다. Voltra는 온도에 따른 열전도율 값을 설정할 수 있기 때문에 선택되었으며, 이를 통해 PUR 코어의 사라짐을 실험하여 보다 정확한 예측을 제공할 수 있습니다.

 

     Voltra 실험의 결과는 질량 손실 테스트 및 Comsol Multiphysics® 실험의 결과와 비교됩니다. 열 침투에 대한 설명을 얻기 위해 열전달 실험이 Voltra에서 수행됩니다. 조인트가 없는 PUR 샌드위치패널은 온도(150℃, 250℃ 및 350℃)에서 10분 동안 노출되고, 이 실험에서 샌드위치패널은 실험 설정과 유사하게 한쪽에서만 고온에 노출됩니다.

 

     공동 경계 조건은 ① 주변 온도에서 샌드위치패널 ② 부하로 내부 공기 온도 ③ 외부를 향한 주변 온도 ④ 측면 무한 절연입니다.

 

     Comsol Multiphysics® 실험과 비교한 주요 차이점은 열부하 유형입니다. Comsol은 이 하중을 강판 표면(K3 온도는 열하중)에 직접 배치하고, Voltra는 공기 온도를 열하중(K1 온도는 열하중)으로 사용합니다.

 

  (1) Voltra 결과

 

       이 실험에서 PUR의 λ값은 기본 방법으로 온도에 의존하며, 이는 300℃까지 0.032W/m·K로 유지된다는 것을 의미합니다. 300℃ 선을 통과할 때 999.99W/m·K의 열저도율을 가지게 되며, 이 수치는 Voltra 매뉴얼에서 찾을 수 있으며, 흐르는 공기를 실험하는 데 사용됩니다. 실험 600초 후 PT1에 도달한 최대 온도는 다음과 같습니다.

 

    – 열부하 공기 150℃ 49.39℃

    – 열부하 공기 250℃ 71.56℃

    – 열부하 공기 260℃ 73.78℃

    – 열부하 공기 350℃ 93.47℃

    – 열부하 공기 395℃ 103.72℃

[온도 150, 250, 260, 350 및 395℃에서 PUR 실험]

       상기 그림은 150, 250, 260, 350 및 395℃의 대기 온도에서 Voltra에서 수행한 실험 결과를 보여줍니다. 260℃ 및 395℃는 강판 표면이 250℃ 및 360℃까지 가열되는 평균 K1(가열로) 온도입니다. 이러한 K1 온도를 열부하로 사용하여 원하는 샌드위치패널 표면 온도에 도달합니다. 395℃의 공기 온도는 실험에서 330℃의 표면 온도를 제공하며, 이는 실제 측정된 온도보다 20℃ 낮습니다. 그러나 350℃의 공기 온도에서 생성된 값만큼 더 현실적입니다.

 

[Voltra 예측 및 실제(평균) PUR 샌드위치패널 온도]

       상기 그림은 열부하가 다른 실험의 결과를 보여줍니다. 그래프는 Comsol 실험에 표시된 것과 유사한 패턴을 보여주며, 즉 실험에서는 PUR 코어가 300℃에 도달하지 않는다는 것을 의미합니다. 300℃에 도달하지 않기 때문에 열전도율의 변화는 적용되지 않습니다. 열전도율의 점진적인 변화는 더 나은 결과를 제공합니다. Voltra와 Comsol의 비교는 아래 그림에 나와있습니다.

 

[Voltra와 Comsol에서 350/395℃에 노출되었을 때 PUR 패널의 예측 및 실제(평균) 온도]

 

 3) 결론

 

     실험에 따르면 샌드위치패널 온도는 측정시 낮아야합니다. 가능한 설명은 가열 과정에서 열전도율의 변화입니다. PUR 샌드위치패널의 경우 코어 재료의 두께를 추론하는 것도 중요한 요소입니다.

 

     Voltra와 Comsol과 같은 실험 프로그램은 정확한 값을 사용할 때 매우 정확할 수 있습니다. 예측 프로그램으로 최대 250℃까지 또는 열전도율이 급격하게 변하는 온도까지 기능을 할 것입니다. Voltra는 빠른 실험에 더 적합하지만, Comsol은 사용자가 지정하는 요구에 더 많은 가능성을 제공합니다.

 

     350℃ 범위의 비정상적인 예측에도 불구하고, 플러그 인을 개발하거나 이러한 프로그램에 추가하는 것은 이 연구의 범위에 있지 않습니다. 이 연구는 이러한 샌드위치패널을 통한 열전달이 아니라 샌드위치패널의 질량 손실에 초점을 맞추기 때문입니다.

 

     재료를 고온에 노출하는 동안 열전도율의 반응은 이 연구에서 조사되지 않았으며, Voltra와 Comsol과 같은 실험 프로그램에서 정확한 예측을 생성하는 데 필요합니다. 재료를 통해 고온/화재를 실험하는 실험 프로그램의 개발은 향후 연구에 도전이 될 수 있습니다.