Top 30 연소 의 3 요소 All Answers

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불은 연료(가연물), 열(점화원), 산소 등 3가지 조건이 갖추어 져야만 불의 발생이 가능한 것이다. 그래서 우리는 이 3가지를 “불의 3요소”라 부른다.

연소의 3요소 / YTN 사이언스

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불의 기초상식 | 대구소방안전본부

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불이란

불(연소)의 3요소

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불의 기초상식 | 대구소방안전본부

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연소의 3(4) 요소 및 소화의 원리

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11 연소란 (1) (연소의 3요소 4요소) 본문

1 연소란

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연소(Combustion) 정의 및 개념 Part1

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불이란?

불이 탄다는 사실은 “연소”라는 용어로서 표기되고 있으며, 이 연소에 대한 정의를 내림으로써 “불이 무엇인가?”를 알 수 있다. 일반적으로 연소는 어떤 물질이 산소와 화합하는 반응중에 열이 발생하여 온도가 상승하고 그 결과 “강한 열과 빛을 동반한 산화반응현상” 이라고 할 수 있다.

불(연소)의 3요소

불은 연료(가연물), 열(점화원), 산소 등 3가지 조건이 갖추어 져야만 불의 발생이 가능한 것이다. 그래서 우리는 이 3가지를 “불의 3요소”라 부른다. 다시 말해서 불이 일어나기 위해서는 불의 3요소 중 한 가지라도 없으면 불은 일어나지 않는다. 연료(가연물) 연료란 불에 탈 수 있는 물건을 말하며 이는 고체, 액체, 기체연료의 3가지로 구분된다. 연료(가연물)- 고체연료, 액체연료, 기체연료 고체연료 연탄, 나무, 종이, 옷, 고무, 플라스틱 등 액체연료 석유, 휘발유, 알콜, 방커C유 등 기체연료 프로판가스, 메탄가스, 부탄가스 등

열(점화원) 물질이 타서 불붙기 위해서는 반드시 열이 있어야 하는데, 이 열은 높은 열이어야 하며 그 양도 적당히 있어야 한다.

예를 들어, 성냥불의 불꽃은 보통 가연물에 불을 붙이기에는 충분한 온도를 가졌으나 그 양이 적은 까닭에 통나무와 같은 큰 부피의 물체를 태울 수는 없다.

그러나 수천 개비의 성냥불을 동시에 가져다 댄다면 그 양이 많기 때문에 통나무를 능히 태울 수 있다.

산소(공기) 물질이 열을 받아서 타려면 산소가 있어야 하며 산소가 없으면 불이 일어 나지 않는다.

우리가 호흡할 때 들이 마시는 공기 중의 약 21%는 산소이며 연소하기 위해서 필요로 하는 산소의 양은 가연물질의 종류에 따라 서로 다르다.

대부분의 액체는 공기중 산소 함량이 15% 이하로 줄어들면 불붙기 어려우며, 고체의 경우에는 6% 이하로 줄어들지 않으면 불은 계속 붙거나 그을면서 탄다.

화재의 분류

보통 화재(일반 화재): A급 화재 목재, 섬유류, 종이, 나무 플라스틱처럼 다 타고 난 이후에 재를 남기는 화재를 말하며 이런 화재를 일반화재 또는 보통화재라 한다.

유류화재: B급 화재 휘발유 또는 석유와 같이 불에 타기 쉬운 가연성 액체는 프로판 가스와 같은 가연성 가스 류 화재 또는 가스 화재라 한다.

전기 화재: C급 화재 변압기, 전기다리미, 두꺼비집 등 전기기구에 전기가 통하고 있는 기계나 기구 등에서 발생하는 화재를 말한다.

금속 화재: D급 화재 마그네슘, 티타늄, 지르코늄, 나트륨, 칼륨 등의 가연성 금속 등에서 발생하는 화재를 말한다.

불의 성장과 확산

앞에서 불의 원리에서 말한 바와 같이 일단 불이 나면 불은 외부 공기로부터 산소를 공급받아서 불꽃으로부터 되돌아온 열에 의해 재점화, 확산하여 다른 가연물질을 태우면서 확대해 나가는데 이러한 확대 현상은 직접 물질이 화염에 접촉하면서 진행하는 것이 대부분이나 일부열의 이동이나 불꽃(불티)이 날아가는 현상(비산), 이 두 가지 물리적인 상태가 단독 또는 중복해서 불이 진행하게 된다. 이 중에서 특히 열의 이동에 의해서 확대되는 경우에는 전도, 대류, 복사의 사의 세 가지 작용에 의하여 진행된다. 전도 열이 물질속으로 전해져 가는 현상으로 온도가 높은 쪽에서 낮은쪽으로 이동하는 성질을 말하며 일반적으로 고체는 기체보다 열이 잘 전달된다. 예를 들면 철사 끝을 불로 가열하면 얼마 후 다른 한쪽까지 뜨거워지는 현상을 말한다.

대류 액체나 기체와 같이 유체의 일부가 가열되면 그 부분이 팽창되어 밀도가 적어져 위로 올라가고 그곳에 온도가 낮은 부분의 유체가 흘러 들어간다. 이것은 가열된 공기의 움직임에 의한 열의 이동이라 할 수 있으며 방안에 난로를 피웠을 때 따뜻한 공기는 가벼워서 위로 올라가고 찬공기는 아래로 내려오는 현상이 반복되어 실내가 따뜻하게 되는 현상이 그 예라 할 수 있다.

복사 고열체로부터 저열체로의 열의 이동이 전도나 대류와는 달리 중간의 매개물 없이 직접 열이 이동하는 현상으로 태양열이 지상의 물체를 따뜻하게 해주는 현상이 대표적인 예다.

소화의 원리

연소의 3요소, 종류, 안전대책

1. 정의

1) 급격한 산화반응으로 빛과 열을 수반

2) 산화반응이란 가연물이 산화되는 과정

2. 연소의 3요소(4요소)

1) 가연물 : 산화반응을 일이킬 수 있는 물질

2) 산소공급원 : 가연물과 반응하는 산소

3) 착화원 : 연소를 일이크기 위한 초기 필요한 에너지

4) 연쇄반응(화학적 반응) : 반응이 지속될 수 있도록 하는 활성화 반응

3. 연소

메커니즘

1) 연소는 물질의 화학적 변화로서 원인계에 일정한 활성화 에너지가 주어져서 활성 상태에 달하면 에너지가 안정한 상태로 되려고 에너지를 방출하면서 생성계로 변화하는 현상을 연소라 함.

2) 촉매와 활성화 에너지

4. 연소의 형태 및 안전대책

연소의 종류 연소의 형태 설명 안전대책 기체 연소 확산연소 가연성 기체가 공기와 혼합되어 연소가 이루어지는 현상 1. 산소공급원 차단

2. 불황성 가스 주입

3. 착화원 접촉 차단 예혼합연소 가연성 기체가 공기와 미리 혼합된 상태에서 연소하는 현상 1. 예혼합된 가스 누출 여부 정기적 확인

2. 연소기 전단 차단밸브 설치 액체 연소 증발연소 액면에서 증발한 가연성 증기가 공기 중 산서와 혼합되어 연소 1. 포소화설비 사용

2. 열 접촉 차단 분무연소 액체 연료 미세한 입자로 분무함으로써 공기와 혼합되어 연소 1. 기계 결함, 연료 누출 등 상시 확인

2. 운전온도, 압력 상시 확인 고체 연소 표면연소 가연물 표면에서 산화반응하며 연소 1. 화재 시 다량의 물로 소화

2. 재발화 여부 확인 분해연소 가연물의 열분해 반응시 생성된 가연성 증기가 공기와 혼합된 상태에서 연소 1. 열분해 되지 않도록 열 접촉 차단

2. 분해가스의 화염 접촉 차단

3. 충격 주의 증발연소 승화성 고체물질에서 발생한 가연성 증기가 공기와 혼합하여 연소 1. 포소화설비 사용

2. 열 접촉 차단 자기연소 외부의 산소공급원 없이도 자체 산소를 이용하여 연소 1. 열, 충격 주의

2. 주변 연소물질과 이격 관리

연소의 3(4)요소 및 소화의 원리

연소는 물질이 산소와 급격한 화학반응을 일으켜 열과 빛을 내는 강력한 산화반응 현상이며 연료(가연물), 산소(공기), 점화원(발화원) 등 세 가지 요소가 동시에 있어야만 연소가 이루어질 수 있어 이를 ‘연소의 3요소’라고 한다.

불이 연속적으로 타오를 수 있는 요소로서 지속적인 점화와 연소를 연결시켜주는 ‘연쇄반응’을 추가하면 이때에는 ‘연소의 4요소’ 또는 ‘연소 사면체’라고 부른다.

연소의 3(4) 요소 및 소화의 원리

연소/화재/폭발 개념

연소, 화재, 폭발(연소 폭발) 폭발(연소 폭발)은 모두 산화반응이다. 산화반응이란 산소가 아닌 분자가 산소와 화학적으로 결합하는 것을 말한다. 예를 들어 철이 녹이 나는 것, 또는 종이가 누렇게 변색이 되는 것 등도 산화반응의 일종인데 이들은 산화반응이 천천히 일어나는 것이고 연소는 본질적으로 산화라는 측면은 같지만 빠른 속도로 진행되어 빛과 열을 발생한다는 점이 다르다.

즉 연소라는 것은 “에너지 방출속도가 느린 빛과 열을 수반하는 급격한 산화반응”으로 정의된다.

이것보다 더 반응이 빨라지면 빛과 열뿐만 아니라 압력까지 발생하는데 이를 폭발이라고 부른다. 예를 들어 누출된 가스가 연소범위 내로 적절히 혼합되어 있을 때 점화원이 주어진다면 이러한 연소 폭발이 일어난다.

즉 폭발이라는 것은 “에너지 방출속도가 빠른 압력을 수반하는 급격한 연소반응”으로 정의할 수 있다.

철이 녹스는 것은 고체 표면의 산화반응이고 연소반응에 의해 눈으로 관찰되는 불꽃과 화염은 기체의 산화반응이기 때문에 나타나는 모습은 전혀 다르다. 즉 이러한 차이는 산화되는 물질의 상(phase)이 다르기 때문에 나타나는 모습이다.

이와 연관되어 ‘가스(기체)와 분진(고체)은 있는데, 액체에 해당하는 방폭은 왜 없을까?’라는 이해가 필요하다. 액체는 액체 그 자체가 아닌 주로 증기(Vapour)의 형태로 가스와 함께 다룬다. 이때에 사용되는 것이 바로 인화점(flash point)이라는 개념이고, 액체는 온도가 올라감에 따라 기체로 증발되는 부분이 있고 이를 증기라고 한다. 가연성 액체에 화염을 접근시켰을 경우에 연소가 일어나기 위해서는 충분한 만큼의 증기가 있어야 하는데, 그 필요한 만큼의 증기를 발생시킬 수 있는 최저온도를 인화점이라고 한다. 방폭에서 기준이 되는 인화점은 37.8 도로, 인화점이 37.8℃보다 낮다면 가연성 액체(Flammable Liquid)라고 하고, 37.8℃ 보다 높으면 인화성 액체(Combustible Liquid)라고 한다.

다음의 연소 형태에 대한 개념도를 참조하기 바란다.

연소 형태에 대한 개념도

반면에 “화재”란 사람의 의도에 반하거나 고의에 의해 발생하는 연소현상으로서 소화시설 등을 사용하여 소화할 필요가 있는 현상을 말한다. 또한 미국 USFA, National Fire Incident Reporting System 실무서에서는 파괴적이고 통제되지 않는(destructive and uncontrolled) 가연성 고체·액체·기체의 연소(burning)를 말하며 폭발을 포함한다.

연소 3(4) 요소 및 소화 원리

연소는 물질이 산소와 급격한 화학반응을 일으켜 열과 빛을 내는 강력한 산화반응 현상이며 연료(가연물), 산소(공기), 점화원(발화원) 등 세 가지 요소가 동시에 있어야만 연소가 이루어질 수 있어 이를 ‘연소의 3요소’라고 한다.

연소현상은 상징적으로 삼각형을 그려 표현하기도 한다. 즉 세 변(요소) 중(요소) 한 변(요소)이라도 없으면 삼각형(연소)이 만들어지지 않는다.

물질에 따라서는 산소가 없어도 연소가 일어나는데 이때에는 가연물 자체에 산소가 포함되어 있기 때문이다.

연소의 3요소는 연소가 되기 위한 기본적인 조건이며, 연소가 지속되기 위해서는 계속하여 충분한 열과 가연물이 공급되어야 한다. 즉, 외부로부터 에너지를 가하지 않아도 자체적으로 반복하여 열과 가연물을 공급하는 연쇄반응이 필요하다. 불이 연속적으로 타오를 수 있는 요소로서 지속적인 점화와 연소를 연결시켜주는 ‘연쇄반응’을 추가하면 이때에는 ‘연소의 4요소’ 또는 ‘연소 사면체’‘연소 사면체’라고 부른다.

즉 ‘연소의 4요소’는 불이 날 수 있는 조건과 불을 끄기 위한 원리를 제시하고 있다.

소화 원리는 연소의 반대 개념으로 연소의 4요소를 적정하게 통제 또는 차단함으로써 이루어진다. 실제 상황에서는 다음에 열거하는 소화 원리가 하나 또는 둘 이상이 일어나서 소화작업이 이루어진다.

다음의 Fire Triangle 그림을 참조하여 이해에 도움을 받기 바란다.

연소 3요소(Fire triangle)

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연소의 3요소, 종류, 안전대책

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연소 (Combustion) 정의 및 개념 Part.1(연소의 3요소)

[소방학개론] 연소의 정의와 조건(3요소), 가연성 물질

연소의 3요소

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