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Safety Engineering326

증발 연소 (Evaporating Combustion) 의 개념과 원리 증발 연소(Evaporating Combustion) 일반적으로 알코올, 가솔린, 등유 등의 인화성액체는 자체 증기압에 의해 증발한다. 이렇게 증발된 증기는 주변 공기와 혼합하며 연소 가능한 분위기를 만들게 되고, 외부의 점화원에 의해 연소가 시작된다. 이를 증발연소(Evaporating Combustion)라고 한다. 액체의 증발연소 증발 연소는 증발에 의해 연소가 진행되는데, 연소가 진행되면 액체의 표면이 가열되어 액체의 증발이 촉진되고, 다시 연소를 촉진시킨다. 일반적으로 단독으로 진행되기보다는 확산 연소 등과 공존하여 발생한다. 여기서 연료의 증발 속도가 연소의 속도보다 빠른 경우 불완전연소가 된다.(예) 석유난로 심지가 길 경우 화염의 선단에 매연이 나온다.) 증발 연소의 특성상 증발된 인화성 .. 2020. 5. 13.
예혼합 연소 , 혼합기 연소 (Premixed Combustion) 의 개념과 원리 예혼합연소와 혼합기연소 기체 연료 또는 액체의 증기와 연소에 필요한 공기 또는 산소를 미리 혼합시킨 후 점화시켜 연소시키는 것을 예혼합 연소라고 한다. 화염면이라고 하는 고온의 반응면이 형성되어 자력으로 전파해나가는 특징이 있다. 예혼합 가스가 연소되려면 공기와 연료의 혼합비(Mixture Ratio)가 적당한 범위 폭발 한계에 있어야 한다. 주로 분젠(Bunsen) 화염의 연소와 가솔린 엔진의 연소가 이에 속한다. 예혼합 연소는 화염이 반응면에서 예열면으로 자동적으로 이동하기 때문에, 연소 속도가 가속되는 특성을 가지고 있으므로 확산 화염보다 훨씬 빠른 속도로 진행된다. 화염면이 자동으로 이동하며 온도도 급속히 상승하기 때문에 밀폐공간에서는 급격한 압력 상승에 의한 피해가 발생할 수 있다. 예혼합연소도.. 2020. 5. 12.
확산 연소 (Diffusion Combustion) 의 개념과 원리 확산연소 수소, 아세틸렌, LPG 등의 가연성 가스가 관 입구에서 공기 중으로 유출될 때, 확산에 의해 가연성가스가 공기와 혼합하여 연소하는 현상을 확산 연소(Diffusion Combustion)라고 한다. 확산연소는 층류 확산 연소와, 난류 확산 연소로 나뉜다. 연소는 이런 확산이나 기체 분자의 분자 확산에 의해 연료가스와 공기 중 연소가 혼합하고, 가연성의 혼합기체가 된 장소에 화염이 형성된다. 그리고 일반적인 확산과정은 화학반응이나 화염의 전파과정보다 늦게 진행되어, 확산속도로 인해 연소속도가 지배되는 특성을 갖는다. Fick's Law 확산연소는 위의 Fig.1처럼 반응영역 쪽으로 가연물과 산소가 확산되고, 폭발하한에 도달하게 되는 경우 연소가 발생하게 된다. 이때 연소속도는 가연물과 산소가 반.. 2020. 5. 11.
연소 (Combustion) 정의 및 개념 Part.4(연소생성물) 연소 생성물 물질이 연소할 때 화학변화에 의해 처음 물질과는 다른 연소 생성물이 생성되며, 이러한 연소 생성물에는 연소가스, 열, 연기, 불꽃 등이 있다. 연소가스 연소 후 생기는 가스의 종류는 가연물의 화학적 성질과 연소상태에 따라 다르게 나타나며, 화재가 발생한 경우 여러 종류의 연소가스가 만들어진다. 연소가스란 연소 생성물 가운데 기체로 된 것을 일컫는다. 대부분의 가연성 물질은 탄소를 포함하고 있고 이 탄소가 연소할 때 산소의 공급이 충분하면 이산화탄소(CO2)가 되고, 산소의 공급이 부족하면 일산화탄소(CO)가 생성된다. 연소가스에는 이 외에도 이산화황(SO2), 암모니아(NH3), 시안화수소(HCN), 포스겐(COCl2), 포름알데히드(CH2O) 등이 발생한다. 이러한 연소가스들은 독성의 위험.. 2020. 5. 10.
연소 (Combustion) 정의 및 개념 Part.3(불완전연소) 불완전연소(Incomplete Combustion) 연소 생성물 중 가연물이 완전한 산화가 진행되지 않으면, 정상적인 연소가 되지 않아 이산화탄소(CO2) 대신, 일산화탄소(CO), 그을음 등이 생기게 되는데 이 같은 상태를 불완전 연소라고 한다. 불완전 연소는 여러 가지 원인이 있다. 산소공급이 부족하거나, 연소된 가스의 배출이 불량할 때, 그리고 연소가스가 다량으로 투입되는 경우 발생하는 것으로 알려져 있다. 불완전 연소를 하는 경우 다량의 일산화탄소 등에 의해 상황에 따라 작업자들의 질식사고가 발생할 수 있으므로 주의해야 한다. 가스를 연소시키면 연소 생성물을 함유한 배기가스가 발생하고, 이 중 불완전연소가 진행되면 일산화탄소(CO)가 포함된 배기가스를 발생시킨다. 개방형 연소기를 실내에서 사용할 .. 2020. 5. 9.
연소 (Combustion) 정의 및 개념 Part.2(연소의 특성) 연소의 개념과 원리 연소 (Combustion) 정의 및 개념 Part.1(연소의 3요소) 연소(Combustion) 정의 및 개념 Part.1 연소현상의 자세한 성질은 아직도 발견되지 않은 부분이 많다. 그 이유는 연소라는 현상이 많은 기초 현상의 조합으로 만들어진 것이며, 연료의 종류나 연소 hello-onl.tistory.com 연소의 개념 중 특성에 대해 알아보면 다음과 같다. 첫 번째, 발열반응 일반적으로 가연물은 연소반응이 일어날 정도의 에너지 상태가 되어야 한다. 이 에너지 상태를 활성화 에너지(Potential Energy)라고 하며, 가연물은 활성화 에너지를 받아 활성 상태가 된 후, 점화원에 의해 연소하며 산화반응을 거쳐 에너지를 외부에 방출한다. 이러한 반응을 연소의 발열반응(Exot.. 2020. 5. 8.
연소 (Combustion) 정의 및 개념 Part.1(연소의 3요소) 연소(Combustion) 정의 및 개념 Part.1 연소현상의 자세한 성질은 아직도 발견되지 않은 부분이 많다. 그 이유는 연소라는 현상이 많은 기초 현상의 조합으로 만들어진 것이며, 연료의 종류나 연소 방법에 의해서도 그 연소과정을 지배하는 인자가 다르기 때문이다. 연소의 기본적인 형태는 단독 형태가 아닌 복합적으로 공존하는 경우가 많다. 연소란 발열을 수반하는 화학반응으로 이로 인해 발생한 열에너지나 활성화된 화학물질에 의해 반응이 자발적으로 지속되는 현상이며, 산업에서 연소의 개념은 가연성 물질이 공기 중의 산소와 반응하여 빛과 열을 발생하는 산화반응을 말한다. 그 외에 분자의 분해 반응(decomposition reaction 또는 dissociation reaction), 분자내부에서 반응이 .. 2020. 5. 7.
전기 방식 의 개념과 원리 Part.3(외부전원법, 배류법) 외부 전원 법(통전 방식) 외부 전원 법(통전 방식)은 장거리 배관이나 대 용량의 전류를 필요로 하는 시설을 방식 할 때 사용하는 방법으로 가스배관을 음극으로 만들기 위해서 외부에서 전류를 넣어주는 정류기(교류 전압을 직류 전원으로 전환)가 필요하다. 이 방법은 대전류를 넣을 수 있으며 최고 60V까지 전압을 높일 수 있기 때문에 대규모의 매설관 방식에 적용하고 있다. 일반적으로 큰 전류를 필요하거나 영구적으로 사용하는 시설에서 사용한다. 양극 전극으로는 주로 가스배관에는 고규 소주 철(HSCI, High Silicon Cast Iron)을, 그 외 해수 및 담수에는 탄소 양극과 자성산화철 양극을 주로 사용하며, 이들은 취약하므로 선체, 화학장치, 기타 원자력발전소 등 중요시설물에는 납(Pb), 은(Ag.. 2020. 5. 6.
전기 방식 의 개념과 원리 Part.2(희생양극법) 전기방식의 개념과 원리 전기방식은 보호하고자 하는 금속의 부식을 방지하기 위해 직류전원에서 구하는지 혹은 타 금속과의 조합에 의해 전지를 구하느냐에 따라 2가지로 나눠진다. 전기방식의 종류로 크게 희생 양극법과 외부 전원 법이 있고, 여기서 다시 심매전극법, 천매 전극 법, 배류법(선택/강제)으로 나누어진다. 음극 방식 법을 사용할 때 보호하고자 하는 금속에 전류를 주면 인접하는 금속체에 전식이 생기기도 한다. A를 방식 하기 위해 B의 양극을 설치하게 되면, C의 금속체는 전류의 통로가 되어 전류 유출부는 부식되게 되며, 이를 음극 방식의 간섭이라고 한다. 간섭은 전류가 금속체를 지나는 금속의 저항이 적은 경우 일어나므로 해수보다는 지하매설 같은 비저항이 높은 경우 발생한다. 희생 양극법(유전 양극 방.. 2020. 5. 5.
전기 방식 의 개념과 원리 Part.1 부식(Corrosion)과 방식(Corrosion Protection) 부식(Corrosion) 부식은 우리 주변에서 항상 관찰된다. 집 앞을 지나다가도 볼 수 있고, 주차장, 지하철에서도 마음만 먹으면 발견되는 흔한 존재다. 이런 흔한 존재는 지하에 매설된 수도배관이나 가스배관에 서도 보이곤 하며, 석유화학 공장이나 발전소 등 산업현장에서도 발생한다. 하지만 이런 흔한 현상은 가끔 커다란 사고로 이어지기도 하고, 공정에서는 원치 않은 결과를 만들어 내기도 해 큰 금전적인 피해를 입히게 되며 부식방지를 위해 값비싼 재료를 사용한다. 금속재료에서 부식은 주변 환경 사이의 화학적, 전기화학적인 반응이며 이것이 부식이다. 그러나 좁은 의미에서 부식이란 금속재료가 사용 환경에서 퇴화되어 원래 자연 상태로 돌아가.. 2020. 5. 4.
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