1장 연소이론 (화재, 소화, 구조, 구급).. (일반 소방학개론)

<1장 연소이론>

 

연소이론

 연소의 정의

 빛과 열을 수반하는 급격한 산화반응

 화학반응의 일종으로 발열과 발광을 수반하는 산화반응

C+ O2 = CO2+94.1(Kcal)

 

2. 연소의 3요소

 가연물 -> 산소와 반응시 발열반응을 지속시킬 수 있는 물질(타는 물질)

 가연물의 구비조건

╺ 산소와의 친화력이 클 것

╺ 발열량이 클 것(발열반응을 할 것)

╺ 표면적이 넓을 것

╺ 열전도도가 적을 것

╺ 활성화에너지가 적을 것

╺ 연쇄반응을 수반 할 것

 가연물의 종류

╺ 고체: 목재, 연탄, 종이, 옷, 고무, 플라스틱, 가연성분진 등

╺ 액체: 가솔린, 아세톤, 에스테르, 에터르, 알코올 등

╺ 기체: 아세틸렌, 프로판, 부탄, 메탄, 수소 등

 

 산소공급원 : 공기 중 산소21% 함유, 산화제, 자기반응성 물질(제5류 위험물) 등

╺ 제5류위험물 : 니트로글리세린, 질산에스테르, TNT 등

╺ 산화제 : 분자내 다량의 산소를 함유하여 다른 물질에 산소를 공급(제1·6류 위험물)

 

 점화원 : 물질이 연소하는데 필요한 에너지(불씨)

╺ 열적 점화원 : 적외선, 보사열, 나화, 고온표면

╺ 기계적 점화원 : 충격, 마찰(마찰스파크), 단열압축

╺ 전기적점화원 : 저항열, 정전기, 아크열, 유도열, 낙뢰에 의한 열

╺ 화학적점화원 : 연소열, 분해열, 융해열중합열, 자연발화(미생물에 의한 열 등)

╺ 기타 점화원 : 원자력에너지열(핵분열,핵융합 등)

 

※ 연소의 4요소 : 3요소 + 연쇄반응(Chain Rerction)

※ 화염(火焰)이 발생하지 않으면 연쇄반응(불꽃연소시 일어나는 현상)은 일어나지 않는다.

 

3. 연소(열, 온도) 관련 용어

 인화점 : 연소가 일어나는 최저의 온도(점화원을 제거하면 불이 꺼지는 온도

╺ 가연성 기체의 연소 하한계점의 포화증 기압으로서 점화원이 있으면 인화되어 이를 제거 하면 소화되는 온도

 연소점: 가연물에 점화 후 점화원을 제거해도 연소상태가 유지되는 최저의 온도

╺ 인화점보다 통상 5~10℃ 정도가 높으며 점화원을 제거 하여도 연소상태가 유지되는 온도

 발화점(착화점) : 열원의 도움없이 스스로 발화하는 최저 온도

 

4. 연소형태

 분해연소 : 목재 , 석탄등의 고체연료나 중유 등 중질유 액체연료가 연소시 분해에 의해서 생성된 가연성 가스가 연소하                       는 현상

 증발연소 : 알코올, 휘발유 등과 같이 휘발성이 높은 액체가 가연성증기로 증발하여 연소하는 현상

 확산연소 : 도시가스 등과 같이 기체연료가 공기 중의 산소와 혼합되면서 연소하는 현상

 표면연소 : 숯, 목탄, 코크스 등과 같이 그 물질 자체가 연소하는 현상

 

5. 연기의 특성

 연기의 특징

╺ 연기의 축적은 상층으로부터 점차 하층으로 이루어진다

╺ 연기는 유독가스를 다량으로 함유한다

╺ 연기는 광선(빛)을 흡수한다

╺ 화재로 인한 연기는 발생 시 고열이며, 유동·확산 속도가 빠르다

 건물내 연기의 이동 속도

╺ 수평방향 : 0.5~1m/sec

╺ 수직방향 : 2~3m/sec

╺ 계단실 내의 수직 이동속도 : 3~5m/sec

 

6. 열전달 메커니즘(Mechnism) : 화재가 확대되는 과정에서의 열 흐름

 전도(Conduction of Heat in Solids)

열이 물질속으로 전해져 가는 현상으로 온도가 높은 족에서 낮은 쪽으로 이동하는 성질을 말한다. 예를 들면 철사 끝을 불로 가열하면 얼마 후 다른 한쪽까지 뜨거워지는 현상을 말한다

╺ 고체 내부의 열흐름(Heat Flux)

╺ 가연성 고체 : 발화, 화염확산, 화재저항

 

 대류: (Convection of Heat Transfer)

액체나 기체와 같이 유체의 일부가 가열되면 그 부분이 팽창되어 밀도가 적어져 위로 올라가고 그곳에 온도가 낮은 부분의 우체가 흘러간다. 이것은 가열된 공기의 움직임에 의한 열의 이동이라 할 수 있으며, 방안에 난로를 피웠을 때 따뜻하게 되는 현상이 그 예라 할수 있다

╺ 가스 또는 액체와 고체 사이의 열교화, 유도매체의 이동

╺ 화재의 모든 단계, 특히 열복사 수준이 낮은 초기단계 상태

╺ 가스이동은 부력에 의해 결정, 부력은 화염확산 이동 양상

 

 복사 (Radiation of Heat Transfer)

고열체로부터 저열체로의 열의 이동이 전도나 대류와는 달리 중간의 매개물 없이 직접 열이 이동하는 현상으로 태양열이 지상의 물체를 따뜻하게 해주는 현상이 대표적인 예다

 

╺ 중간 매체가 없는 전자기파의 이동 : 에너지 이동

╺ 구획내: 화재성장 확산