소개글
"예혼합화염"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
2. 예혼합화염과 확산화염의 개념
2.1. 예혼합화염
2.2. 확산화염
3. 연소속도 측정 방법
3.1. 비누 방울법
3.2. 슬롯 버너법
3.3. 평면 화염 버너법
3.4. 분젠 버너법
4. 이론공연비
4.1. CH4 연료의 이론공연비
4.2. C4H10 연료의 이론공연비
5. LPG(Liquefied Petroleum Gas)의 성분
6. 가스충전소 폭발사고
6.1. 사고 원인 및 진행과정
6.2. 사고의 이상현상 분석
7. 가스충전소 폭발사고 예방 대책
7.1. 기술적 대책
7.2. 교육적 대책
7.3. 규제적 대책
8. 결론
9. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
가스화재란 사람의 의도에 반하거나 고의에 의해 발생된 가스연료의 비정상연소이다. 가스화재는 주로 연료용 가스에 의해 발생하며, 폭발을 동반하는 경우가 많다. 가스는 연료로 많이 이용될 만큼 열효율이 좋은 에너지원이지만, 소량의 점화원만으로도 급속히 연소 또는 폭발할 위험성을 가지고 있다. 이로 인해 연료용 가스의 취급·사용 시 화재가 발생하는 경우가 빈번하며, 일단 화재가 발생한다면 대부분 대규모의 인명·재산상의 손실을 동반한다. 가스화재로 인한 구체적 피해로는 충격파·파편·건물의 붕괴에 의한 물리적 피해와 폭발화염에 의한 열적 피해가 있다.
2. 예혼합화염과 확산화염의 개념
2.1. 예혼합화염
예혼합화염이란 화염을 발생시키기 전에 공기와 연료를 혼합하여 점화시켜 발생되는 화염이다. 예혼합화염은 연료와 산화제가 화염이 일단 형성되면 전파하려는 성질을 갖는다. 이러한 예혼합 연소는 가연한계, 소염거리, 최소점화 에너지 등의 연소특성을 갖는다. 화염안정성과 관련하여 역화, 화염부상, 화염날림 현상 등이 나타나며, 실제 연소기에서는 다양한 보염기가 있어 화염을 안정화시킨다. 예혼합기의 연소에 있어서 전파속도에 따라 분류하면 아음속 연소파와 초음속 연소파로 구분된다. 예혼합 연소가 쓰이는 예시로는 예혼합식 가스 버너가 있다. 가스 버너는 예혼합하는 공기량에 의해 전예혼합식과 부분예혼합식으로 나누어진다. 기체 연료와 공기와의 예혼합 방법으로는 벤투리관을 사용하여 가스 분류로 공기를 흡인하는 것이 많다. 예혼합 연소의 특성상 역화를 방지하기 위한 역화 방지 장치를 반드시 갖추어야 한다.
2.2. 확산화염
확산화염(diffusion flame)이란 확산연소에 의해 생성된 화염을 말한다. 가스연료의 확산 화염은 일반적으로 길게 퍼져서 적황색을 띤다. 연료와 산화제가 미리 혼합되어 있지 않은 경우에는 연료와 공기의 경계영역에 화염이 형성되며 이를 확산화염이라 한다.
확산화염에 있어서는 미연쪽과 기연쪽의 구별이 없고 반응대를 사이에 두고 연료쪽과 공기쪽으로 구별된다. 연료쪽에서는 연료와 연소생성물이 공존하고 있고, 산화제쪽에서는 공기와 연소생성물이 공존하고 있다. 반응대에서 관찰되는 가스의 최고온도를 확산화염온도라 하는데, 이 확산화염온도는 예혼합화염의 경우와는 달리 연료의 종류나 초기온도에 따라 변화한다. 확산화염에 있어서는 반응대를 사이에 두고 연료와 공기가 존재하기 때문에 확산화염에는 전파성이 없는 것이 예혼합화염과 다른 점이다. 확산 연소는 예혼합 연소 방식에 의한 가스 연소의 경우와 같이 플래시 백(flash back, 역화)의 위험이 전혀 없기 때문에 가스 연소 보일러에서는 대부분 연소 방식을 이용한다.
확산화염은 연료와 산화제가 반응대에서 만나 화학반응을 일으키면서 생성되는데, 이때 주변으로부터 확산된 연료와 산화제가 지속적으로 공급되어 화염이 유지된다. 따라서 예혼합화염과 달리 화염 전파 속도가 없고 대신 반응대로 연료와 산화제가 공급되는 속도에 의해 화염의 크기와 형태가 결정된다. 또한 확산화염은 연료와 산화제의 혼합 비율의 영향을 받지 않으며, 화염의 위치와 크기가 화염 전파 속도로 결정되는 예혼합화염과는 달리 화염의 모양과 크기가 연료와 산화제의 확산 및 반응 특성에 의해 결정된다.
확산화염은 연료의 종류와 농도, 산화제의 종류와 농도, 온도 등의 영향을 받는다. 연료의 종류와 농도가 달라지면 화염의 모양과 크기가 달라지며, 산화제의 종류와 농도 변화에 따라서도 화염의 특성이 변화한다. 온도가 높아지면 화염의 크기는 작아지고 화염의 온도는 증가한다. 이와 같이 확산화염은 화염의 모양과 온도, 크기 등의 특성이 연료와 산화제의 상호작용에 의해 결정되는 것이 특징이다.
확산화염은 예혼합화염과 달리 간단하고 안정적이어서 가정용, 상업용, 산업용 장치와 공정 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있다. 대표적인 예로 가스레인지, 가스보일러, 직화구이 등이 있다. 이와 같이 확산화염은 연료와 공기가 반응대에서 만나 화염을 형성하는 방식이므로 역화의 위험이 없어 예혼합화염에 비해 더 안전하다. 따라서 가스 연소 기기에서는 대부분 확산화...
참고 자료
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기상청 날씨누리
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안전보건공단 물질안전보건자료(MSDS)
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