연소한계 / 연소한계의 영향인자 등

0. 앞서서 

가연성가스와 공기의 혼합가스는 특정한 농도에서만 점화원에 의하여 연소가 발생한다.
이때, 연소한계란 가연성가스의 연소가 일어날 수 있는 공기중에서의 농도 범위를 이야기하며, 최고농도를 연소상한(UFL) 최저농도를 연소하한(LEL)이라고 한다.
 

1. 연소곡선

  1) 인화점 : 인화점이란 외부의 점화원에 의하여 연소가 일어날 수 있는 최저온도를 이야기한다. 인화점은 가연성증기를 발생시켜 연소가 지속될 수 있는 최소한의 부분이며, 연소하한이 될 수 있는 최저의 수준이다. 따라서 인화점은 인화성을 판단할 수 있는 기준으로 삼을 수 있다.
 
 2) 발화점 : 발화점이란 외부의 점화원 없이도 가연물의 온도가 상승하여 연소가 일어날 수 있는 최저온도이다.
 
 3) 연소한계 : 가연성가스가 연소가 일어날 수 있는 공기중의 농도
 
 4) 연소상한 : 가연성가스의 연소에 필요한 공기중에서의 최고 농도
 
 5) 연소하한 : 가연성가스의 연소에 필요한 공기중에서의 최저 농도
 

2. 연소한계의 영향인자

연소한계는 온도, 압력, 산소농도, 불활성가스의 영향을 받는다.
 1) 온도 : 온도가 높아지면 기체분자의 운동이 활발해져서 연소한계가 넓어지게 된다.
온도가 100℃ 상승할 때 마다 연소상한은 약 8% 증가하며 연소하한은 약 8% 감소한다.
 
 2) 압력 : 압력이 높아지면 기체분자간 사이 거리가 짧아지고 그에따라 충돌횟수가 증가하여 연소한계가 넓어지게 된다.
압력이 올라감에 따라 연소하한은 거의 변동없으나 연소상한은 크게 증가한다.
 
 3) 산소농도 : 산소농도가 증가하면 연소하한은 거의 일정하고 연소하한은 크게 증가한다.
 
 4) 불활성가스 : 불활성가스를 주입하면 연소한계는 작아진다.
불활성가스를 주입할수록 연소상한은 계속 감소하나 연소하한은 일정하다.
 

3. 결론

연소한계는 가연성가스가 연소에 필요한 공기중의 농도로써, 가연성가스의 최고 농도를 연소상한, 최저 농도를 연소하한이라고 한다. 연소한계에 영향을 미칠 수 있는 인자는 온도, 압력, 산소농도, 불활성가스 등이 있으며 실제 응용시 필수적으로 고려해야하는 요소이다.