연소공학 - 화재 성장과 형태

01 . 화재 성장과 형태

     1 . 화재 성장 3요소

     

        ① 발화( Ignition)

        ② 연소속도( Burning Rate)

        ③ 화염확산(Flame Spread)

      

    2 . 발화 ( Ignition = 점화)

 

      ① 발화는 화재의 시작이며, 자연발화와 인화로 나눌수 있다.

      ② 발화는 물리 조건인 연소범위와 에너지 조건인 최소발화에너지를 만족시

           이루어진다.

      ③ 고체 자연발화 온도는 500℃이고 인화의 온도는 250~450℃ 정도이다..

      ④발화의 현상적 구분은 내부발열이므로 밀폐계이고, 인화는 외부발화이므로

          개방계이다. 

 

    3 . 연소속도( Burning Rate)

 

     ① 화재시 단위시간당 소비되는 고체 및 액체의 질량을 말한다.

     ② 이동하고 있는 미연소 가연성 혼합기에 대한 화염면의 상대적 속도를 말한다.

     ③ 연소속도 관계식            

                  m" =  q" / L  ［g/m². s ］

                                   m" :  단위 면적당 연소속도

                                  q"  :  연료 표면에 순수 열유속

                                   L  :  기화열

     ④ 에너지 방출속도 관계식

                Q =  m" A△Hc ［Kw］

                                 Q  :  열 방출속도     A  : 가연물 표면적

                                 m" :  연소속도      △Hc : 연소열

          화재의 크기와 손상에 대한 잠재력을 말하고, 내화구조 성능시간 결정요소이다.

 

    4 . 화염확산(Flame Spread)

 

     ① 경계면이 이동하는 과정으로 화염이 확대되는 것과 연료를 증발시키는 미연가스를

          예열하는 영역이 확대되는 것을 포함한다.

     ② 부력, 기류가 화염확산을 촉진하거나 정지할수 있다.

     ③ 화염확산 속도 관계식 

                 V = ℓf / tig  ［m / s ］

                                V  :  화염확산 속도    ℓf  :  가열된 길이

                                tig :  발화시간

      ④ 하향 & 측면 확산

           ○ 역풍확산이라 한다.

           ○ 부력과 바람 방향과 다르다.

           ○ 가열거리가 짧아 확산 속도가 느리다.

      ⑤ 상향 & 수직확산

           ○ 순풍확산이라 한다.

           ○ 부력과 바람 방향과 같다

           ○ 가열거리가 길어 확산 속도가 빠르다.