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방재영역/연소공학

18. 확산화염

by Danny' 2020. 6. 13.
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확산화염

 

1. 개요

연료가스와 산소가 농도차에 따라 반응 영역으로 이동되는 연소과정을 확산화염 이라고 한다
연료가스와 산소가 농도차에 따른 확산 현상으로 서로 반대방향에서 반응 영역으로 이동되어 이 영역에서 연소될 때 발생하는 화염이다

2. 확산화염의 특징

  • 연료와 산소의 이동 과정은 혼합물 중의 화학종(화재의 경우는 산소, 연료가스, 탄산가스)이 높은 농도에서 낮은 농도로 이동한다는 Fick의 법칙에 따른다
  • , 공기 중의 산소는 반응에 의해 소모되어 농도가 0이 되어버리는 반응 영역의 화염 쪽으로 이동하게 되며, 연료가스는 같은 과정에 의해 확산화염의 반대방향에서 화염을 향해 이동하게 된다


3. 확산화염의 예

  • 대부분의 확산화염은 자연 화재이며
  • 성냥화염, 양초화염, 액면화재의 화염, 산림화재의 화염을 들 수 있다.


4. 층류 및 난류확산화염

층류확산화염
양초 화염은 분자 확산에 의해 지배되는 층류 확산화염의 좋은 예이다

난류확산화염
화염 내에서의 가시성 와류에 의한 유체의 기계적인 불안정성에 따라 일어나는 난류확산화염의 좋은 예는 산림화재를 들 수 있다


5. 확산화염의 영향인자

중력
중력은 확산화염의 모양(형태)과 화재 과정에 큰 영향을 미치게 되는데 이는 화재에 의해 고온이 생성되고 이 열에 의해 뜨거워진 가스는 중력에 의한 부력의 결과로 상승하게 되고 계속되는 흐름은 화염을 왜곡시키고 결국 불안정한 흐름 때문에 의해 난류가 형성된다

난류 
난류는 주기적으로 흐름을 활발하게 하는 자연발생의 교반 때문에 생기게 된다. 중력에 의한 부력과 난류성이 화재와 이에 관계되는 흐름을 제어하는 2가지가 주요한 요소이다

 

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