방재영역/연소공학31 21. 연소파와 폭굉파 연소파와 폭굉파 연소파(Combustion Wave) 가연성 가스에 적당량의 공기를 혼합하여 그 농도를 폭발 범위 이내로 만들어 예 혼합연소를 시키면, 가연성가스가 공기 중에 확산해 가면서 연소하는 확산 연소에 비해서 그 연소 속도가 매우 빠르게 된다 이러한 예혼합가스를 착화원으로 인화시키면 처음에는 착화원 근처에 국한된 반응 영역이 형성되고 이것이 혼합가스 중을 전파하여 가게 되는데, 이와 같이 전 파해 가는 화염면의 진행파를 연소파(Combustion Wave)라고 한다. 그 진행속도는 가스의 종류 및 조성에 따라 다르나 대체로 0.1~10m/s 이다 이때 만일 이 혼합가스가 밀폐된 용기 또는 폐쇄된 곳에 존재할 때는 발생한 연소열 때문에 연소 가스는 팽창하여 7-8kg/cm2의 고압을 발생시켜 기물.. 2020. 6. 15. 20. 자연발화와 열면발화 자연발화와 열면발화 1. 개요 1.1 자연발화 물질이 공기 중에서 발화온도보다 훨씬 낮은 온도에서 자연히 발열하고 그 열이 장기간 축적되어 발화점에 도달하여 나중에 연소에 이르는 현상 자연발화는 물질이 자동발화온도(AIT)에 도달할 수 있도록 충분한 열이 축적되게 하는 상황에서 발생된다 1.2 열면발화 열면발화는 가연성 혼합기체가 고온의 고체 표면(열면)에(열면) 접촉하면 발화가 일어 난다 발화구조는 접촉면을 통해서 열이 혼합기체에 전달되어 온도가 상승하고 그 근방에서 자연발화가 일어난다 2. 발화의 기본적인 차이 열면발화와 자연발화의 가장 기본적인 차이는 가열의 조건, 결국 열원과 혼합기체의 배치이다 2.1 자연발화 열원은 혼합기체를 둘러싸고, 화학반응은 그 내부에서 균일한 형태로 일어난다 2.2 열면.. 2020. 6. 15. 19. 예혼합화염 예혼합화염 1. 개요 연료가스와 공기가 발화되어 전파되기 전에 미리 혼합된 상태에서 분출되며 연소되는 과정에서 발생하는 화염이다 확산화염에서는 화염면의 전파가 일어나지 않으나 예혼합화염에서는 화염면의 전파가 수반된다 2. 예혼합화염의 특징 예혼합화염은 화염면의 전파가 수반되며, 밀폐공간에서는 급속한 압력 증가를 초래하고 충분한 압력이 전파되는 화염 뒤에 축적되면 화염 면에 충격파를 형성할 수 있다 예혼합화염은 연료와 1차 공기의 공급을 인위적 제어로 조정할 수 있는 데에 그 특정이 있으며 화염대가 온도 곡선의 변곡점을 경계로 하여 예열대와 반응대로 나누어지며 그다음의 후 화염대로 이어지는 분명한 구분을 볼 수 있다 3. 예혼합화염의 예 예혼합화염의 대표적인 예 분젠식 가스버너의 화염 산소 · 아세틸렌 용.. 2020. 6. 13. 18. 확산화염 확산화염 1. 개요 연료가스와 산소가 농도차에 따라 반응 영역으로 이동되는 연소과정을 확산화염 이라고 한다 연료가스와 산소가 농도차에 따른 확산 현상으로 서로 반대방향에서 반응 영역으로 이동되어 이 영역에서 연소될 때 발생하는 화염이다 2. 확산화염의 특징 연료와 산소의 이동 과정은 혼합물 중의 화학종(화재의 경우는 산소, 연료가스, 탄산가스)이 높은 농도에서 낮은 농도로 이동한다는 Fick의 법칙에 따른다 즉, 공기 중의 산소는 반응에 의해 소모되어 농도가 0이 되어버리는 반응 영역의 화염 쪽으로 이동하게 되며, 연료가스는 같은 과정에 의해 확산화염의 반대방향에서 화염을 향해 이동하게 된다 3. 확산화염의 예 대부분의 확산화염은 자연 화재이며 성냥화염, 양초화염, 액면화재의 화염, 산림화재의 화염을 들.. 2020. 6. 13. 17. 최소산소농도(MOC Minimum Oxygen Concentration) 최소산소농도(MOC Minimum Oxygen Concentration) 1. MOC의 정의 화염을 전파하기 위해서는 최소한의 산소농도가 요구되며 이를 최소산소농도 (MOC Minimum Oxygen Concentration) 라 한다 폭발 및 화재는 연료의 농도에 무관하게 산소의 농도를 감소시킴으로써 방지할 수 있으므로 불연성 가스 등을 가연성 혼합기에 첨가하면 MOC는 감소된다 최소산소농도는 폭발 및 화재 방지에 유용한 기준이 된다 MOC는 공기와 연료의 혼합기 중 산소의 부피를 나타내며 % 의 단위를 갖는다 실험 데이터가 충분하지 못할 때 MOC 값은 연소 반응식 중의 산소의 양론 계수와 연소 하한계의 곱을 이용하여 추산되며 이 방법은 많은 탄화수소에 적용된다. 즉, MOC = 산소몰수 × 연소 하.. 2020. 6. 13. 16. 증기-공기비중(밀도) 증기-공기 비중(밀도) 1. 정의 어떤 온도와 압력에서 액체와 평형상태에 있는 증기와 공기의 혼합물이 보여주는 기체 비중(증기 밀도)을 말한다 2. 증기-공기밀도의 영향요소 액체의 온도 그 온도에서의 증기압 액체의 분자량 3. 증기-공기밀도의 관계 증기-공기밀도 1 온도가 상승하여 비점에 가까워지면 증발이 가속되어 증기-공기비중이 1보다 훨씬 큰 혼합기체가 되고 공기보다 무겁기 때문에 낮은 위치로 가라앉는다 증기-공기밀도 ≒ 1 1에 가까운 비중의 것은 대류에 의해 쉽게 확산되거나 희석되기 때문에 증기가 먼 거리까지 이동하기가 쉽지 않게 된다 4. 증기.. 2020. 6. 13. 15. 소염거리, 충격감도 소염 거리(Quenching (전기불꽃에 의한 인화, 전기불꽃을 가하여도 점화되지 않는 최소한계거리) 1. 개요 전기불꽃에 의한 점화는 전극의 간격에 의해 지배된다 전극의 간격이 좁은 경우 아무리 큰 전기에너지를 통해 형성된 불꽃을 가하 더라도 점화되지 않는다 이와 같은 현상이 일어나는 이유는 전극 간격이 좁아지면, 전극을 통한 방열이 증대하고 발열과 방열의 균형이 이루어질 수 없기 때문이다 2. 소염거리의 정의 두 개의 평행 평판 사이에서 연소가 일어냐는 경우 평판 사이의 간격이 어느 크기 이하로 좁아지면 화염이 더 이상 전파되지 않는 거리의 한계치 (열의 발생 2020. 6. 12. 14. 최소 발화에너지(MIE Minimum Ignition Energy) 최소 발화 에너지(MIE Minimum Ignition Energy) 1. 최소 발화 에너지의 정의 가연성 가스 및 공기와의 혼합가스에 착화원으로 점화 시에 발화하기 위하여 필요한 최저 에너지를 말한다. ※ 최소발화에너지= 최소점화에너지, 최소착화에너지 2. 최소 발화에너지 MIE = 1/2 C V2 여기서, MIE : 최소 발화 에너지(Joule) C : 콘덴서 용량(F) V : 전압 (Volt) 통상 최소발화에너지 MIE는 매우 적으므로 joule의 1/1000인 mJ의 단위를 사용한다 3. 최소 발화(착화) 에너지에(착화) 영향을 주는 요소 최소 발화 에너지는 물질의 종류, 혼합기의 온도, 압력, 농도(혼합비) 등에 따라 변화한다. 또한 공기 중의 산소가 많은 경우 또는 가압 하에서는 일반적으로 작.. 2020. 6. 12. 13. 고분자 화합물의 훈소(Smoldering) 고분자 화합물의 훈소(Smoldering) 1. 개요 일반적으로 건물 내에서 발생하는 화재는 내장 재료와 가구를 구성하고 있는 고분자 물질을 중심으로 한 유기재료가 복잡하게 조합되어 연소하는 현상이다 보통 분자량이 10,000이상 되는 화합물의 경우를 고분자라고 하며, 대부분 탄소를 기본골격으로 하고 있다. 대표적으로 플라스틱을 예로 들 수 있다 고분자 화합물의 종류 합성수지 : 열경화성 수지(페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지 등) , 열가소성 수지(폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 등) 합성섬유 : 석유와 천연자원으로부터 화학적으로 합성한 섬유(폴리비닐계 섬유, 아미드계 섬유, 폴리에스테르계 섬유) 합성고무 : 네오프렌 고무 2. 훈소(Smoldering) 생성과정 및 생성물 생성과정 열분해에 .. 2020. 6. 12. 12. 플라스틱 화재 위험성 플라스틱 화재의 위험성 1. 플라스틱 위험성 플라스틱 화재는 상황에 따라 가연물인 플라스틱의 종류도 다르고 양도 다르며 노출 정도도 다르므로 위험성 역시 이에 따라 달라진다. 인간을 위협하는 플라스틱 화재의 결과는 일반화재와 공통된 것도 있고 독특한 위험성도 있을 수 있는데, 산소 결핍, 화염, 열, 유독성 연소 생성물,, 연기, 건물 붕괴 등으로 요약할 수 있다 산소결핍 보통의 인간은 산소농도 21%의 대기에서 호흡하는 것에 익숙해져 있다. 산소농도가 17%로 떨어지면 무산소증(Anoxia) 현상에(Anoxia) 의해 근육의 움직임이 둔해진다. 10-14%에서는 의식은 있으나 상황판단이 흐려지고 몽롱해진다. 6-8%에서는 호흡이 중단되고 질식(Asphyxiation)으로 6-8분 내에 사망한다. 공기 .. 2020. 6. 12. 이전 1 2 3 4 다음
