[121회 소방기술사] 4교시 답안작성 연습(가연성 혼합기 연소속도 영향인자)

가연성 혼합기의 연소속도(Burning Velocity)에 영향을 미치는 인자에 대하여 설명하시오

 

1. 연소속도 개요

 

1. 연소 가스와 미연소 가스의 경계면에서는 화학반응이 일어나 고온의 강한 빛을 발생하는데 이것을 화염(Flame)이라 한다.

2. 화염이 혼합가스에 의해 이동하는 현상을 화염전파라 하고, 미연소 가스에 대한 화염 진행속도를 정의할 수 있다.

3. 연소 속도는 연소시 화염이 미연소 혼합가스에 대해 수직으로 이동하는 속도를 뜻하며 다양한 요인에 의해 영향을 받는다.

 

2. 연소속도의 분류

 

1. 질량 연소속도(고체, 액체)

2. 화염확산속도 : 화염 경계면(발화면) 확대속도

3. 액면강하속도 : 액체류 화재 질량소모 인한 액면 강하 속도

4. 화학반응속도 : 단위시간당 반응물질 농도 감소 비율

* 아레니우스(Arrhenius) 식

 

3. 건축물 화재의 연소속도

 

1. 열 방출속도(HRR : Heat Release Rate)

 

2. 화재성장속도 : 화재발열량 1055kW 도달할때 까지 걸리는 시간

 ㄱ. 스프링클러 작동 가능 시간

 ㄴ. 분류

Class	1055kW 까지 걸리는 시간	대상물질
Ultra Fast	75 초	천커버, 의자, 위험물
Fast	150 초	합판 가구류, 우편낭
Medium	300 초	목재가구류, 책상
Slow	600 초	수평목재류, 종이제품

[표-1] 화재성장속도 분류

 

3. 최성기 화재 연소속도(구획화재)

4. 공기 유입속도

 

4. 연소속도 영향인자

 

연소 속도 영향인자	연소속도와 관계
온도	온도 증가 -> 분자운동 활발 -> 연소속도 증가
압력	압력 증가 -> 분자간 유효 충돌 증가 -> 연소속도 증가
혼합물의 조성	양론농도일때 연소속도 최고, 연소 한계 가까울 수록 낮아짐
난류	난류 의한 화염 표면적 증가 -> 연소 속도 증가
억제제(불활성 가스)	질소나 이산화탄소 첨가 -> 산소농도 낮아짐 -> 연소 속도 감소

 

5. 연소 속도와 소화 방식의 관계

 

1. 냉각 소화 : 온도를 낮춤으로써 연소속도를 감소시켜 소화

2. 질식소화 : 억제제(불활성 가스)를 첨가함으로써 연소속도를 감소시켜 소화

3. 유화작용 및 희석소화 : 혼합물을 희석 시킴으로써 연소 한계를 벗어나게 해 연소속도를 감소시켜 소화

 

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※ 개인 공부 용도로 작성한 것이라 틀린 내용이 있을 수 있습니다. 틀린 내용이 있을시 댓글로 알려주시면 감사하겠습니다.