소방기술사 무조건 합격 : 소방기술사 이제는 합격하자~! <확산연소 vs 예혼합연소> 관련 핵심 내용 요약정리~!

 

이번 포스팅에서는 소방기술사 기본 중의 기본인 확산연소와 예혼합연소에 대해서 알아보기로 하겠다. 공부를 하면서 연소에 대해서부터 공부를 시작하였는데  처음 그 당시에는 확산연소와 예혼합연소에 대해서 정의도 못내리는 수준이었다. 그런데 이제와서 보면 제일 기본적인 내용이었는데 왜 그리 어렵게 느껴졌는지 의아하다.

아마도 명칭에 대한 것 부터 그다지 머리속에 잘 접근하지 못하는 것 같다. 확산연소? 예혼합연소? 단어의 구성자체가 쉽지 않다. 이번 글에서 이러한 기본적인 연소의 내용에 대해서 알아보기로 하자.

 

확산연소와 예혼합연소 핵심내용요얒겅리

 

 

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확산연소와 예혼합연소

 

1. 개요

① 연소 과정 :  흡열→분해(증발)→혼합→연소→배출
빛과 열을 내는 빠른 산화반응

② 확산연 : 연소 과정 중 혼합 과정에서 확산 의해 공기와 가연물이 적절히 혼합되면서 연소하는 방식.
층류 확산연소와 난류 확산연소 구분.

③ 예혼합연소 : 미리 공기와 가연물이 적절히 혼합된 상태에서 연소하는 것,
즉 연소의 과정중 분해(증발)와 혼합 과정이 생략된 것.

 

2. 확산연소

1) 구조

확산연소 구조

 

① 확산 : 분자의 불규칙 운동 의해 고농도 영역 --> 저농도 영역으로 물질 이동하는 것.

② 확산연소 : 반응영역 쪽으로 가연물인 연료가스와 산소가 확산 과정 통해 이동하면서 연소하는 것을 의미한다.

③ 이때 연소속도는 가연물인 연료가스와 산소가 반응영역 쪽으로 확산하는 속도에 의존.

④ 가연물인 연료가스와 산소가 확산하는 속도는 물질 농도에 거의 비례~  : Fick's Law

⑤ 양초화염, 액면화재 화염 등 자연화재 대부분은 확산연소 의한 화염.

2) 종류

ㅊㅡㅇ류확산화염과 난류확산화염영역

 

 ① 층류 확산연소에 의한 화염

• 가스 확산연소의 경우 분출속도가 작은 곳, 즉 레이놀드 수가 낮은 곳에서는
교란이 없기 때문에 층류 확산화염이 형성.

• 분출속도가 증가하여 레이놀드 수가 일정값에 도달하면 화염길이는 더 이상
길어지지 않는데 일반적으로 이 길이는 30cm 정도이다.

 

② 난류 확산연소에 의한 화염

• 가스 확산연소의 경우 분출속도가 천이영역에서는 화염의 길이는 감소함
난류 확산화염 영역에서는 화염의 길이는 변화하지 않고 일정,
난류가 강해져서 화염면의 굴곡이 심해지고 화염면적이 증가.

• 고체나 액체 화재에 경우 화재가 성장하여 온도가 높은 뜨거운 가스가 생기면
이런 가스는 부력 의해 상승하면서 불안정한 난류를 발생시키고 층류 확산
화염에서 난류 확산 화염으로 전환.

 

3. 예혼합연소

1) 구조

① 예혼합연소란 가연성 기체인 연료가스와 지연성 기체인 산소가 미리 혼합된 상태에서 연소하는 것을 말한다.

② 예혼합연소에 의한 화염은 확산화염보다 훨씬 빠르게 화염면이 이동하며, 그 이유는 화염대 중 예열대와 반응대가 존재하여 화염면이 반응대에서 예열대로 자력으로 이동하기 때문이다.

③ 화염이 자력으로 이동하면서 연소속도가 가속되면 온도가 급격히 상승하게 되며, 밀폐공간에서는 급격한 압력 증가에 의한 피해를 입을 수 있다.

④ 가스관에서의 가스폭발, 가솔린 엔진이 폭발, 가정용 가스기기의 화염도 예혼합 연소의 예이다.

2) 종류

①   층류 예혼합연소에 의한 화염

예혼합연소 그래프

 

• 층류 예혼합 연소는 폭연으로 발전할 수 있으며, 온도곡선의 변곡점을 경계로
하여 화염대는 예열대와 반응대로 분리된다.

• 예열대는 반응대에서 연소반응에 의한 발열에 의해 온도만 상승하는 영역으로,
반응대의 연소열에 의한 전도, 대류, 복사에 의해 화염면이 예열대로 이동한다.

 

②  난류 예혼합 연소에 의한 화염

• 난류 예혼합 연소는 폭굉으로 발전할 수 있으며 층류 예혼합 연소에 비해
연소속도가 큰데, 그 이유는 난류에 의한 화염면의 증가 때문이다.

• 난류 예혼합 연소시 발생되는 충격파는 반응하지 않은 혼합물을 단열압축하여
점화원 역할을 하며 미연가스 이동속도를 증폭시킨다.

• 이때의 화염전파속도는 연소속도 와 미연가스 이동속도를 더한 값이다.

 

4. 차이점

 

 

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저는 아래와 같은 일을 하는 사람입니다.

소방 비전공자이고 완전 생초보였습니다. 독학으로 계속 공부중입니다. 학원다녀본 적이 없습니다. 그래도 직접 교재만들어서 성적을 30점정도(29점에서 59점) 올렸습니다.  생초보도 이렇게 성적 올리는데 이젠 함께 합격을 이루시지요~


건축가 주원태

도시, 주택개발, 건축, 인테리어 설계, 시공 문의 b-studio@hanmail.net 이나 010-9162-6135로 문자요망
(주)여울 종합건축사사무소와 컨소시엄 작업수행중
건축 & 문화 프로젝트팀 STORY ONE에서 활동중, 28년차 건축가
홍익대학원 도시계획과 석사과정 
저서로는 [수인의 건축]  [집과 연필, 비례이거나 반비례거나]등이 있다
스토리원 홈페이지 바로가기 -->  http://www.story-one.co.kr

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