연소의 3요소

1. 연소는 가연물, 산소공급원, 점화원의 3 요소가 화학반응을 통해 빛과 열을 내는 산화반응이다.

*4요소를 묻는다면 연소를 지속하게 할 수 있는 활성화 에너지가 추가된다.

 

2. 이때, 연소는 다음의 조건을 따른다 

 1) 연소는 발열반응이여야 한다.

 2) 연소열에 의해서 가연물과 연소생성물의 온도가 상승하여야 한다.

 3) 빛을 발생할 수 있어야 한다.

 

3. 가연물이란?

가연물은 탈 수 있는 물질을 의미한다. 

 1) 산소와의 친화력이 큰 것

 2) 발열량이 큰 것

 3) 열 전도율이 낮은 것 (열의 축적이 많아야 연소에 유리하기 때문)

 4) 표면적이 큰 것

 5) 활성화 에너지가 낮은 것

 

4. 산소공급원이란?

연소는 산화반응으로써 가연물이 산소와 결합하여야 연소가 일어날 수 있다.

보통의 경우엔 공기를 사용하지만, 필요에 따라서 고순도의 산소를 사용하는 경우가 있다.

이 외에 분자 내의 산소를 이용하기도 한다 (1,5류 위험물)

 

5. 점화원이란?

점화원은 가연물의 연소에 필요한 활성화에너지이다.

가연성가스가 공기와 혼합하여 폭발성가스를 형성하더라도 점화원을 제거하면 화재와 폭발을 방지할 수 있다.

점화원의 예시는 다음과 같다.

 1) 나화 및 고온표면

 2) 복사열

 3) 충격 및 마찰

 4) 스파크

 5) 정전기

 6) 단열압축

 7) 자연발화

 8) 낙뢰 

 

 

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덧. 연소를 화학반응으로 연소속도에 따라 연소와 폭발로 구분하기도 한다.

 

1) 연소속도

 연소 시 불꽃의 전파속도는 0.1m/s~10m/s 범위이다. (메탄 0.35m/s , 수소 2.7m/s 등..)

 

2) 폭발속도

 폭발은 급속히 일어나는 화학반응으로 많은 가스와 열량이 생기고, 급격히 부피가 커지면서 폭명과 화염 및 파열작용을 일으킨다. 연소속도가 음속을 넘는지 여부에 따라 폭연과 폭굉으로 구분된다. 폭발에서 가장 큰 피해는 압력에 의한 파괴이다.

 

  가) 폭연

    정상연소속도 이상으로 개방계에서 연소되는 현상으로 연소속도가 음속을 초과하지 않는 반응

  나) 폭굉

    연소속도가 음속 이상으로 밀폐계(배관, 용기 등)에서 일어나며 음속 이상의 아주 빠른 연소속도를 보임.