소방기술사 무조건합격 : 최소 발화에너지(MIE : Minimum Ignition Energy)와 소염거리(Quenching Distance)

이번 포스팅은 앞서 올린 글중에 중복된 내용이 약간 포함 되어있지만 연소공학에 있어서 핵심내용이라고 할수 있는 최소발화에너지(MIE)와 소염거리에 대해서 서로 알아보고 공부해보기로 하자~ 오늘도 모두들 열공하고 건승하시기를 바란다

 

최소발화에너지 & 소염거리

 

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최소 발화에너지(MIE : Minimum Ignition Energy)

 

 

1. 최소발화에너지의 정의

⑴ 가연성가스 및 공기와의 혼합가스에 착화원으로 점화시에 발화하기 위하여 필요한 최저에너지를 말한다.

※ 최소발화에너지=최소점화에너지, 최소착화에너지

⑵ 최소 발화에너지

 

C : 콘덴서 용량 (F)

V : 전압 (Volt)

통상 최소발화에너지(MIE)는 매우 적으므로 Joule의  1/1,000인 mj의 단위를 사용한다.

 

2. 최소 발화(착화)에너지에 영향을 주는 요소

⑴ 최소 발화에너지는 물질의 종류, 혼합기의 온도, 압력, 농도(혼합비) 등에 따라 변화한다. 또한 공기중의 산소가 많은 경우 또는 가압하에서는 일반적으로 작은 값이 된다.

최소발화에너지(MIE) = f(가연성 물질의 온도, 압력, 농도, 전극의 형태)

① 온도가 상승하면 MIE는 작아진다. (∵분자의 운동이 활발)

② 압력이 상승하면 MIE는 작아진다. (∵분자간의 거리가 가까워지므로)

③ 농도가 많아지면 MIE는 작아진다.

⑵ 가연성가스의 조성이 화학양론적 조성(완전연소조성) 부근일 경우 MIE는 최저가 된다. 이것보다 상한계나 하한계로 향함에 따라 MIE는 증가한다.

⑶ 일반적으로 연소속도가 클수록 MIE값은 적다.

⑷ 매우 압력이 낮아서 어느 정도 착화원에 의해 점화하여도 점화할 수 없는 한계가 있는데 이를 최소착화압력이라 한다.

 

 

소염거리(Quenching Distance)

(전기불꽃에 의한 인화, 전기불꽃을 가하여도 점화되지 않는 최소한계거리)

 

1. 개요

⑴ 전기불꽃에 의한 점화는 전극의 간격에 의해 지배된다.

⑵ 전극의 간격이 좁은 경우 아무리 큰 전기에너지를 통해 형성된 불꽃을 가하더 라도 점화되지 않는다.

⑶ 이와 같은 현상이 일어나는 이유는 전극 간격이 좁아지면, 전극을 통한 방열이

증대하고 발열과 방열의 균형이 이루어 질 수 없기 때문이다.

 

2. 소염거리의 정의

⑴ 두개의 평행 평판사이에서 연소가 일어나는 경우 평판사이의 간격이 어느 크기 이하로 좁아지면 화염이 더 이상 전파되지 않는 거리의 한계치 (열의 발생<열의 방열)를 말한다.

⑵ 즉, 점화가 일어나지 않는 전극간의 최대거리를 소염거리(Quenching Distance) 라고 부른다.

 

3. 최소발화에너지와 소염거리의 관계

⑴ 최소발화에너지는 전극간 거리가 짧아지면 최초에는 저하하지만 소염거리의 값에 도달하면 갑자기 무한대로 되고, 그 소염거리 이하에서는 아무리 큰 전기에너 지를 가하여도 인화하지 않게 된다.

⑵ 소염거리가 생기는 것은 전기불꽃과 같은 단시간 가열에 있어서도 방열이 발화에 중요한 역할을 하고 있음을 나타내는 하나의 증거로서, 소염거리에 혼합기 조 성과 압력이 미치는 영향은 발화에너지와 거의 같은 경향을 보인다.

⑶ 최소발화에너지는 소염거리와 미연가스온도와 화염온도의 차이에 비례하고 연소 속도에 반비례한다.

소염거리와 최소발화에너지와의 관계성이 중요하며 또한 최대안전틈새관련해서도 꼭 내용을 알아두어야 한다.

 

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(주)여울 종합건축사사무소와 컨소시엄 작업 수행 중건 축 & 문화 프로젝트팀 STORY ONE에서 활동 중, 27년 차 건축가 주원태
홍익대학원 도시계획과 석사과정 
저서로는 [수인의 건축]  [집과 연필, 비례이거나 반비례 거나]등이 있다.
스토리원 홈페이지 주소 --> http://www.story-one.co.kr