연소, 폭발, 폭연, 폭굉, 연소파, 폭굉파, 충격파, 폭굉유도거리(DID)

1. 연소

 연소는 가연물, 산소공급원, 점화원이 연소의 3요소이며 이 요소가 화학반응을 하며 빛과 열을 발생하는 산화반응을 일어키는 현상이다. 연소의 화염전파속도는 약 0.1~10m/s 이며 메탄의 경우 약 0.3m/s 이다. 이때 화염면의 진행파를 연소파라고 한다.
 

2. 폭발

 가. 개념

   폭발은 정상연소에 비해서 연소속도와 화염전파속도가 매우 빠른 비정상연소로 연소반응이 급격히 진행하여 열과 빛을 내는 것 이외에 폭음과 충격파를 발생한다. 충격파는 폭발에서 발생하는 강력한 압축파를 의미하며 폭발은 충격파의 전파속도에 따라 폭연과 폭굉으로 구분한다.

 나. 폭연

   1) 충격파가 미반응 매질 속으로 음속보다 느리게 이동
   2) 충격파의 압력 : 수기압
   3) 화염전파속도 : 약 100m/s
   4) 폭굉으로 전이 가능

  다. 폭굉

   1) 충격파가 미반응 매질 속으로 음속보다 빠르게 이동
   2) 충격파의 압력 : 폭연의 10배 또는 그 이상
   3) 화염전파속도 : 약 1,000~3,500m/s
   4) DDT (폭연에서 폭굉으로의 전이현상)
     폭연에서 폭굉으로의 전이는 주로 배관내 또는 밀폐된 공간에서 가능하며, 충격파를 생성하기 위해서는 아주 작은 부피에서 아주 짧은 시간에 에너지를 방출하여아 한다.
   5) DID (폭굉유도거리)
    가) DID는 최초 완만한 연소가 폭굉으로 발전할 때 까지의 거리이다
    나) DID가 짧아지는 조건
      (1) 연소속도가 빠를수록
      (2) 관속에 장애물이 있거나 관경이 좁을수록
      (3) 고압일수록
      (4) 점화원의 에너지가 클 수록
 

3. 연소와 폭굉의 진행 과정

 

4. 폭발의 영향인자

 가. 주위의 온도와 압력
 나. 가연물의 조성과 물리적 상태
 다. 가연물의 양과 방출속도
 라. 가연물의 유동상태 : 난류
 마. 점화원 : 형태, 에너지, 지속시간
 바. 주위의 기하학적 조건 : 개방형 또는 밀폐형
 

 5. 결론

   연소와 폭발의 가장 큰 차이점은 에너지의 방출속도이다. 연소의 경우 에너지를 느리게 방출하지만 폭발은 에너지를 순간적으로 아주 빠르게 방출한다.
연소의 화염전파속도는 약 0.1~10m/s 정도지만 폭굉의 화염전파속도는 약 1,000~3,500m/s로 아주 빠르다.
폭연에서 폭굉으로의 전이는 배관 내 또는 밀폐된 공간에서 가능하며, 충격파를 생성하기 위해서는 아주 작은 부피 내에서 아주 짧은 시간에 에너지를 방출하여야 한다.