연소론

가연물이 산소 또는 산화제와 결합하여 열과 빛을 발산하는 급격한 산화반응 말한다. (발열반응)

산화반응(한원제) 산소 얻고 수소 잃고 전자 잃고 산화수 증가 환원반응(산화제) 산소 잃고 수소 얻고 전자 얻고 산화수 감소 산화제(산화성 물질) : 자신은 환원되고 다른 물질을 산화시키는 물질 환원제(환원성 물질) : 자신은 산화되고 다른 물질을 환원시키는 물질

불에 타기 쉬운 물질이나 물건 산소와 결합시 발열량이 커야한다 조연성 가스와 결합력이 강한 물질이어야한다 비표면적이 큰 물질이어야한다 열전도율이 작 아야한다 활성화 에너지 값이 작아야한다 화확적 활성도가 높아야한다 한계산소농도가 낮을수록 가연물이 되기쉽다 건조도가 높아야한다

① 완전 산화 물질 ⑦ 이산화탄소(CO2) L 오산화인(P:O5) c 삼산화크롬(CrOs) @ 산화알루미늄(Al08 D 규조토(SiO2) 질소의 산화반응 (why? 흡열반응하기 때문에)

산소공급원: 연소반응에서 가연물에 산소를 공급해주는 역할 공기: 공기 중 산소가 21V%(부피비)를 차지하고 있다. 23/ (경량비) ② 산화성 물질: 연소반응에서 산소를 공급해주는 역할을 한다. 1류 위험물, 6류 위험물) ③ 자기연소성 물질(5류 위험물) : 폭발적 연소현상을 일으키는 가연물인 동시에 산소를 가지고 있는 물질 ④ 조연성 가스(지연성 가스) : 가연물을 잘 탈 수 있게 도와주는 가스 산소(0), 이산화질소(NO), 산화질소(NO), 오존(Os), 불소(F) 염소(Cla) 등 산이 산불오염

산소공급원: 연소반응에서 가연물에 산소를 공급해주는 역할 ① 공기 : 공기 중 산소가 21V%(부피비)를 차지하고 있다. 23/ (지랑해) ② 산화성 물질: 연소반응에서 산소를 공급해주는 역할을 한다. 1류 위험물, 6류 위험물) ③ 자기연소성 물질(5류 위험물) : 폭발적 연소현상을 일으키는 가연물인 동시에 산소를 가지고 있는 물질 ④ 조연성 가스(지연성 가스) : 가연물을 잘 탈 수 있게 도와주는 가스 예 산소(0), 이산화질소(NO), 산화질소(NO), 오존(Os), 불소(P) 염소(Cla) 등 산이 산불오염 - 이원자분자

점화원(= 점화에너지, 착화원, 발화원, 활성화 에너지, 열원) 1 의미 - 활성화 에너지(최소발화에너지)를 공급해주는 역할을 하는 에너지원 ② 점화원의 종류 열적점화원 : 고온표면 적외선 나화 복사열 원자력점화원: 원자의 핵으로 부터 나오는 에너지이며 열 과 압력 전기적점화원: 정전기 정기저항열 전기스파크 마찰 낙뢰 유도열 유전열 화확적점화원: 용해열 연소열 분해열 자연발화 기계적점화워: 충격 단열압축 마찰(스파크) 정전기 발생-축적-방전-발화 접지시설 한다 - 공기 이온화 - 상대습도 70%이상 - 전기전도성이 큰 물체 사용 - 전기의 전위차를 작게 - 제전기설치

연쇄반응 : 라디칼(Radical, 유리기)이 새로운 라디칼을 생성하여 가연성 기체를 지속적으로 생성하도록 유지시켜주는 역할 연소의 필수요소 불꽃연소: 4요소 표면연소 : 3요소 화염불꽃의 유무.불꽃연소: 있다. 표면연소: 없다 연소속도. 불꽃연소:빠르다 표면연소: 느리다 발열량. 불꽃연소 : 많다. 표면연소: 적다 연소성. 불꽃연소:완젼연소가능 표면연소:불완전연소우려가있따 소화. 불꽃연소:부촉매소화 표면연소: 부촉매소화x 화재형태 불꽃연소:표면화재 표면연소:심부화재

연소범위 개요 ① 정의 : 가연성 가스가 공기와 혼합하여 연소반응을 일으킬 수 있는 적정한 농도범위를 말한다. ② 연소범위에서 농도가 낮은 쪽을 하한계(Lower Flammable Limit, LFL), 농도가 높은 쪽을 상 한계(Upper Flammable Limit, UFL)라고 한다. ③ 연소범위가 넓을수록, 하한계 값이 낮을수록, 상한계 값이 높을수록 위험성이 증가한다. ④ 연소범위 값은 가연물의 종류마다 다르고, 온도, 압력, 산소의 농도 등에 따라 변할 수 있다.

연소범위 영향인자 ① 산소농도가 증가하면 하한계의 변화는 거의 없고 상한계가 크게 변하여 연소범위가 넓어진다. ② 온도가 올라가면 온도가 100°C 증가하면 상한계는 8% 증가하고, 하한계는 8% 감소하여 연소범위 가 넓어진다. ③ 압력이 높아지면 하한계는 약간 변하고 상한계가 크게 변하여 연소범위가 넓어진다. 다 예외적으로 일산화탄소는 압력이 증가하면 연소범위가 좁아진다. 예외적으로 수소는 10기압까지는 연소범위가 좁아지고, 그 이상의 압력에서 연소범위가 넓어진다. 비활성가스를 투입하면 하한계는 작게 변하고 상한계는 크게 변하여 연소범위가 좁아진다

@정리 연소범위 크기 아세틸렌 > 산화에틸렌 > 수소 > 일산화탄소 > (디에틸)에테르 > 이황 화탄소 > 메탄> 에탄> 프로판 > 부탄> 가솔린 > 벤젠

@정리 위험도 크기 이황화탄소 > 아세틸렌 > 산화에틸렌 > (디에틸)에테르 > 수소 > 에틸 렌> 산화프로필렌 > 일산화탄소> 벤젠> 가솔린 > 부탄 > 프로판 > 에탄> 메탄 > 암모니아

폭발범위 내에 있는 가스나 분진 등을 발화시키는데 필요한 최소한의 에너지를 말한다 mj 최소발화에너지에 영향을 주는 요소 ① 온도가 상승하면 M.I.E는 작아진다. ② 압력이 상승하면 M.I.E는 작아진다. ③ 농도가 높아지면 M.I.E는 작아진다. ④ 열전도율이 낮으면 M.I.E는 작아진다. ⑤ 가연성 가스의 조성이 화학양론적농도 부근일 경우 M.I.E는 최저가 된다. ⑥ 화학양론적농도에서 하한계나 상한계로 갈수록 M.1.B는 증가한다.

유도발화점 1. 가연물에 점화웡늘 가하였을 때 불이 붙을 수 있는 최저온도를 말한다 2. 가연물에 있어서 가연성 증기를 연소범위 하한계에 도달할 수 있는 최저온도를 하부인화점이라한다 3. 인화성액체 의 위험성을 나타내는 기준의 척도로 사용된다

점화웡늘 제거한 후에도 발생한 화염이 꺼지지 않고 지속할 수있는 최저의 온도이다 가열된 증기의 증발속도가 연소속도보다 빠른 경우를 의미하며점화에너지를 제거하여도 5초이상 연소샅애가 유지되는 온도를 말한다 일반적으로 인화점보다 5~10도정도 높다

착화점 외부로부터 직접적인 점화에너지 공급없이 물질자체가 스스로 발화가 되는 최저의 온도이다 화학양론비에서 최저의 연소온도이다 발화점이 낮아지는조건 : 직쇄탄화수소 길이가 늘여질떄 / 탄소쇄 길이가 늘여질떄 / 분자구조가 복잡할떄 / 발열량 산소와친화력 농도가 클수록 / 점화에너지(활성화에너지)가 적을수록 / 열전도율이 적을수록 / 화학반응에너지가 클수록 발화점에 영향을 주는 요소 : 가연성 가스 농도와 부피, 가열속도와 압력. 발화 공간의 형태와크기, 촉매의유무, 반응속도 및 발화지연시간. 점화원의 종류, 용기벽의 재질 및 표면상태,

정의 : 외부로부터 점화원 없이도 장시간 저장하면 열이 발생되며 발생된 열을 축적함으로써 발화점까지 온도가 상승되어 불이 붙는 현상이다 밀페계로 입열에 의해 계의 중심에서 발생 자연발화는 발열이 방열보다 클 떄 발생한다 흡착열:목탄 숯 활성탄 분해열:제5류 니트로셀룰로오스 셀룰로이드 아세틸렌 산화에틸렌 산화열:기름걸레 고무분말 석탄 워면 건성유 반건성유 황린 중합열:시안화수소 산화에틸렌 초산비닐 스틸렌 발효열:먼지 곡물 거름 (미생물열) 자연발화에 영향을 주는 요인 공기유통:공기유통이 잘 될수록 열의 축적이 어려워 자연발화가 어렵다 퇴적방법 : 열 축적이 용이하게 퇴적될수록 자연발화쉽다 온도:온도가 높으면 반응속도가 빨라자 자연발화 발생이 빨라진다 발열량:열발생량이 클수록 축적되는 열의 양이 많아져 자연발화 잘된다 습도:적당한 수분은 촉매 역할을 한다 열전도도:열전도도가 적을수록 열축적이용이 휘발성액체:휘발성이 낮을수록 증발열을 덜 뻇겨 열축적용이

탄소 수소 완전연소 + 이산화탄소와 물이 발생 탄소 수소 불완전연소 = 일산화탄소 그을음 유리탄소 발생 불완전연소 이루어지는 원윈 공급되는 산소량이 부족할떄, 배기가 불량할떄, 가연물의 양이 많을떄, 물체와 접촉하여 온도가 내려갈떄

확산연소 ① 기체의 가장 일반적인 형태이다. ② 연소버너 주변에 가연성 가스를 확산시켜 산소와 접촉, 연소범위의 혼합가스를 생성하여 연소하는 형태이다. ③ 때 LPG - 공기. 수소- 산소 등

예혼합연소 ① 가연성 기체와 공기가 미리 연소범위 내에 균일하게 혼합되어 있는 기상 중에서 연소하는 현상이다. (=균질연소) ② 연료의 연소 효율을 높이기 위하여 인위적인 조작이 필요하며, 일반적으로 화재의 경우에는 해당되지 않는다. 가솔린엔진의 연소 분젠버너의 연소

폭발연소 기체의 연소 특징은 가연성 기체가 일시에 폭발적인 연소현상을 일으키는 비정상연소를 하고, 폭굉이나 폭발을 수반한다.

증발연소 액체의 가장 일반적인 연소 형태이다. ② 액체 가연물이 열분해를 일으키지 않고 증발하여 증기가 연소되거나 먼저 융해된 액체가 기화하여 증기가 된 다음 연소하는 현상이다. ③ 메 휘발유, 등유, 경유, 알코올, 아세톤, 디에틸에테르 등 알코올류, 1석유류, 2석유류

점도가 높고 비휘발성이거나 비중이 큰 액체 가연물이 열분해하여 중기를 발생함으로써 연소가 이루어지는 현상 예 중유, 글리세린, 벙커C유 등. 3석유류, 4석유류, 동 • 식물유

분무연소 ① 점도가 높고 휘발성이 낮은 중질유 등의 액체 가연물을 버너를 이용하여 액체의 입자를 안개상태로 분출하여 표면적을 넓게 함으로서 공기와의 접촉면을 많게 하여 연소시키는 형태이다. (= 액적연소) ② 인화점 이하에서도 연소가 가능(: 표면적 1)(액적연소) ③ 공업적으로 가장 많이 사용하는 형태이다.

고체 가연물에서 가장 많이 일어나는 연소의 형태이다 고체가연물질 열분해하지 않고 증발도 하지 않는 것으로 고체 표면에서 산소와 반응하여 연소하는 현상이다 가연성 가스 발생 x 숯 목탄 금속분 코크스 (수목금코)

고체 가연물이 열분해를 일으키지 않고 증발하여 즈익가 연소되거나 먼저 융해된 액체가 기화하여 증기가 된 다음 연소하는 현상이다 유황(성냥) 나프탈렌 요오드 양초(파라핀)

고체가연물질을 가열하면 복잡한 경로를 거쳐 열분해 한 다음 열분해 되어 나온 분해가스 등이 연소하는 현상이다 석탄 목재 종이 섬유 플라스틱 고무류

가연물이 물질의 분자 내에 산소를 함유하고 있어 열분해에 의해서 가연성 가스와 산소를 동시에발생시키므로 공기중의 산소없이 연소할수있는것을말한다 제5류위험물

열의 발생속도와 연소확산속도 열 방출속도가 서로 균형을 이루어 모양 위치 상태 등이 연소중일떄 변하지않는경우르말한다 비정상연소는 균형을 이루지못하여 연소가 일어나는동안 변하는경우

연소속도가 분출속도보다 빠를떄 버너가 과열딜 떄 1차 공기가 적어 혼합가스량이 적을떄 (혼합가스압력이 낮을떄 <-용기안 분출된 혼합가스의 압력이 높을떄 (분출된 혼합가스량이 많을 떄 <- 용기밖 연료의 분출속도가 연소속도보다 느릴 떄 노즐의 부식 등으로 분출 구멍(염공)이 커진경우

연소속도가 분출속도보다 빠를떄 버너가 과열딜 떄 1차 공기가 적어 혼합가스량이 적을떄 (혼합가스압력이 낮을떄 <-용기안 분출된 혼합가스의 압력이 높을떄 (분출된 혼합가스량이 많을 떄 <- 용기밖 연료의 분출속도가 연소속도보다 느릴 떄 노즐의 부식 등으로 분출 구멍(염공)이 커진경우

연로가스 분출속도가 연소속도보다 빠를떄

선화상태에서 연료가스의 분출속도가 더욱 증가하여 화염이 꺼지는 현상

분출하는 기체연료와 공기의 화학양론비에서 공기량이 적을떄 발생한다