본문내용
1. 인화점 측정 실험
1.1. 목적
인화점은 가연성 액체의 액면 부근에서 인하기에 충분한 농도의 증기를 발산하는 최저온도를 말한다. 즉, 공기와 섞여 연소될 수 있는 최소한의 온도를 의미한다. 가령 가연성 액체가 저장탱크, 드럼통, 석유통 등의 밀폐용기 속에 저장되어 있는 경우 하부 인화점과 상부 인화점 사이에서 혼합 가스는 폭발위험이 있다. 이러한 혼합가스의 폭발을 예방하기 위해서 정확한 인화점을 측정하여 이들 범위 밖에 저장하는 것이 필요하다."
1.2. 실험장치
실험장치는 인화점을 측정하기 위해 사용되는 장치로, 시료를 가열하고 불꽃을 접근시켜 인화점을 측정한다. 구체적으로 실험장치에는 시료컵, 온도계, 가스버너, 교반기 등이 포함된다. 시료컵에 실험하고자 하는 시료를 넣고, 온도계를 장착하여 온도를 측정한다. 가스버너로 시료를 가열하고 교반기로 시료를 교반하여 균일한 온도 분포를 유지한다. 이때 작은 불꽃을 시료 표면에 접근시켜 증기가 인화되는 최저온도, 즉 인화점을 측정하게 된다. 실험장치를 통해 시료의 정확한 인화점을 확인할 수 있다.
1.3. 원리 및 이론
인화점은 가연성 액체의 액면 부근에서 인하하기에 충분한 농도의 증기를 발산하는 최저온도를 의미한다."즉, 공기와 섞여 연소될 수 있는 최소한의 온도를 말한다."가연성 액체가 저장탱크, 드럼통, 석유통 등의 밀폐용기 속에 저장되어 있는 경우 하부 인화점과 상부 인화점 사이에서 혼합 가스는 폭발위험이 있다. 따라서 정확한 인화점을 측정하여 이들 범위 밖에 저장하는 것이 필요하다."
인화점 측정방식에는 밀폐상태에서 가열하는 방식(밀폐식인화점)과 개방상태에서 가열하는 방식(개방식인화점)이 있으며, 동일한 시료에서 통상 개방식인화점이 밀폐식인화점보다 높은 값을 나타낸다."
연소점은 규정조건에서 시료를 가열하여 작은 불꽃을 유면에 가까이 대었을 때, 기름의 증기와 공기의 호합기체가 연속하여 5초이상 연소하는 최저 시료온도를 말한다."
연료인 가솔린, 등유, 경유, 윤활유 등은 끓는점의 범위가 다르며 각각의 특징이 있다."가솔린은 원유로부터 분별 증류할 때 얻어지는 끓는점 범위가 약 30~200℃ 정도의 액체상태 석유이고, 등유는 원유로부터 분별 증류하여 얻어지는 끓는점 범위가 180~250℃, 경유는 250~350℃, 윤활유는 주로 석탄계 광물유가 쓰인다."
1.4. 실험순서
시료컵에 실험을 하고자 하는 시료를 시료 기준성에 따라 넣는다. 인화점(저온/고온)에 따른 알맞은 온도계를 선택하여 장착한다. 교반기와 히터를 작동시키고 가스량을 조절하여 불꽃을 생성시킨다. 시료의 예상인화점 범위 이전부터 일정한 간격으로 시험불꽃을 대어 시료의 증기가 인화하는 최저온도를 찾아낸다. 실험에 사용한 시료를 비우고 시료컵을 식힌뒤 에 다시 정해진 용량만큼 시료를 넣어 반복한다. 하나의 시료가 끝난뒤 시료컵을 깨끗이 닦아내고 다른 시료를 넣어 실험을 반복한다.
1.5. 결과 및 고찰
엔진오일, 브레이크오일, 오리브유의 인화점을 조사한 결과, 엔진오일의 인화점은 220~250℃(kixx PAO1 기준), 브레이크오일의 인화점은 135℃(dot4기준), 올리브유의 인화점은 327℃(종류에 따라 다름)인 것으로 나타났다. 이는 엔진오일, 브레이크오일, 오리브유 등 가연성 액체의 인화점을 파악하는 것이 필요한 이유를 잘 보여준다.
가연성 액체가 공기 중에 개방된 상태에 있는 경우 인화점 이상의 온도에 도달하면 착화에 의해 화재를 일으킬 수 있다. 또한 가연성 액체가 밀폐된 용기에 저장되어 있는 경우에는 하부 인화점과 상부 인화점 사이의 증기-공기 혼합물이 착화되어 가스 폭발의 위험이 있다. 따라서 가연성 액체의 인화점을 정확히 측정하여 운송 및 보관 시 인화점보다 낮은 온도를 유지함으로써 화재와 같은 사고를 예방할 수 있다.
인화점과 발화점의 차이를 보면, 인화점은 가연성 증기가 공기와 섞여 순간적으로 연소되는 최저온도를 의미하며, 발화점은 물질이 공기 또는 산소 중에서 가열되었을 때 스스로 발화하거나 폭발하는 최저온도를 뜻한다. 즉, 인화점은 점화원에 의한 연소이고 발화점은 자연발화에 의한 연소라고 할 수 있다.
이번 실험에서는 실제로 실험을 진행하지 않았지만, 실험값과 실제 값에는 약간의 차이가 있을 것으로 예상된다. 이는 실험실 내부가 밀폐되지 않은 점, 온도 측정을 육안으로 했다는 점, 인화점 확인 과정에서 기체가 밖으로 유출되는 등 여러 오차 요인이 존재하기 때문이다. 또한 올리브유의 경우 제품에 따라 인화점이 다를 수 있어 실제 값과 차이가 있을 수 있다.
이번 실험을 통해 가연성 액체마다 인화점이 다르다는 것과 운송 및 보관 시 발화점만 고려하는 것이 아니라 인화점도 고려해야 한다는 것을 알 수 있었다. 또한 기름이 불을 가져가면 즉시 불이 붙는 것이 아니라 인화점까지 온도가 올라가야 한다는 것도 알게 되었다. 가짜 휘발유와 같은 경우에도 인화점이 낮아 화재의 위험성이 크다는 것을 확인할 수 있었다.
2. 화재 및 연소
2.1. 화재의 정의
화재란 사람의 의도에 반하여 발생, 확대되는 것 또는 방화로 발생하여 소화를 필요로 하는 연소현상이다. 이 중 '사람의 의도에 반한다.'는 것은 과실(실화, 자연발화 등)을, '고의에 의한다.'는 것은 방화를 의미한다. 또한 소화할 때는 소화시설 또는 이와 같은 정도의 효과가 있는 것을 이용해야 하는 것, 자산가치의 손실이 없고 자연 소...
