이번 포스팅에서는 본인의 주된 목적인 소방기술사 합격을 위한 공부를 위해서 이 블로그를 운영하는 것이었기에 초심으로 돌아가서 많은 소방기술사 공부하시는 분들과 함께 소방기술사에 잘 출제될 만한 내용들 위주로 정리해보고자 하는 마음에서 글을 적는다.
이번 시간에는 그 중에서 운무현상에 대해서 정리해보았다. 함께 공부하시는 분들에게 조금이라도 도움이 되었으면 하는 개인적인 바램이다.
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[CO2 소화약제 방사 시 운무현상 ]
1. 개요
1)CO₂소화약제를 분사헤드의 작은 구멍인 오리피스로 통과시키면 CO₂가스의 온도가 급강하하여 Dry Ice가 만들어 진다.
2)CO₂소화약제가 방사된 실안의 공기는 드라이아이스 입자에 의해 구름처럼 보이는데, 이러한 현상을 운무현상 이라고 한다.
2. 운무 현상 원인
1)줄 - 톰슨 효과 Joule-Thomson effect
(1)줄 - 톰슨 방정식은 다음과 같다.
(2)압축된 기체가 단열된 좁은 구멍으로 통과할 경우 압력이 감소하면서 온도가 변화하는데, 이러한 현상을 줄-톰슨 효과라 한다.
(3)이상기체는 압력과 체적이 서로 상호적으로 일정하게 변화하며, 즉 압력이 커지면 체적이 줄어들고 체적이 커지면 압력이 줄어들어 일정 온도를 유지할 수 있다.
(4)그러나 일반기체는 단열 팽창시 압력강하에 따른 온도가 감소되는 현상을 보이는데, 이때의 일정 압력변화에 따른 온도 변화율을 줄-톰슨 계수라고 한다.
(5)이상기체는 단열팽창에서 온도증가가 없으므로 줄-톰슨 계수는 0 이다.
2)저압식 CO₂설비의 운무현상 계산 예
- 저압식 CO₂설비의 소화약제 방사시 방사된 CO₂온도 저하는 다음과 같다.
3. 문제점
1)인적 피해
: 줄-톰슨 효과에 의한 Dry Ice가 운무현상을 일으키고 피난시 시야를 차단하여 피난시간을 길게 한다.
2)물적 피해
: 액화된 CO₂가스가 기화되는 과정에서 약 -80 도 이하로 급격히 온도가 낮아져 반도체 장비 및 데이터의 손상을 유발할 수 있다.
4. 대책
1)방사 온도를 높이는 대책
: 고압식(21도)의 경우 약 25 % 정도가 저압식(-18도)의 경우 약 45 % 정도가 방사시 Dry Ice 입자로 전환된다.
따라서 방사시의 온도가 높은 고압식을 선택하면 Dry Ice의 발생정도를 낮출 수 있다.
2)방사 압력을 낮추는 대책
(1)방사 압력을 낮출수록 온도가 작게 낮아지므로 운무현상에 의해 큰 피해가 우려되는 장소는 분사헤드의 오리피스의 구경을 크게 할 필요가 있다.
(2)그래서 방사 압력을 낮춰 운무현상을 최소화 할 필요가 있다.
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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 주원태
홍익대학원 도시계획과 석사과정
저서로는 [수인의 건축] [집과 연필, 비례이거나 반비례거나]등이 있다
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