[연소공학_연소] 열에너지원

 

연소공학	연소	개념, 메커니즘, 요소		[연소공학_연소] 개념 메커니즘 3요소
		연소의 형태	고체, 액체, 기체	[연소공학_연소]연소의 형태(고체,액체,기체)
			불꽃연소와 작렬연소	[연소공학_연소]불꽃연소와 작열연소
		열에너지원	열	[연소공학_연소] 열에너지원
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기계적 열에너지원  기계열	① 마찰열	. 마찰에 의한 열축적, 마찰불꽃에 의한 가연성 가스가 폭발하는 기계적 열에너지원을 말한다.  . 마찰 시킬 때 발생 . 두 물체를 맏대고 마찰시킬 때 발생하는 열
	② 마찰스파크
	③단열압축열

열에너지원 1) 화학 열 에너지원  2) 전기 열 에너지원 ① 저항 가열 (저항열) 도체에 전류를 흘리면, 줄열 Q = 0.24 * I²Rt t[cal] 의 열에 의해 열이 축적되어 발화점에 도달시 점화되는 열에너지원을 말한다.  ② 유도 가열 (유도열)  도체 주위에 자장이 흐르면 자장 주위 도체에 전류가 흐르고 이 전류에 의한 줄열로 발화되는 에너지원을 말한다.  : 도체 주위의 자장 변화에 의한 전위차 발생으로 유도전류 흐름에 의한 저항열 ③ 유전 가열 (유전열)  : 주파수가 1~300[MHz] 이며, 전계작용에 의해 가열하는 방식으로 고주파 전계 속에서 절연성의피열물에 생기는 유전체손(절연물이나 반도전성의 물질 분자마찰)에 의해 피열물을 직접 가열하는 방법이다.  : 전기절연의 불량에 의해 발생되는 열  ④ 아크 가열 ㉠ 아크 또는 아크방전은 일반적으로 공기와 같은 비전도성인 매체를 통해 전류를 발생시키는 가스 절연 파괴현상으로 절연매체 사이에서 지속적으로 방전에 의한 번쩍이는 현상 ㉡ 아크가 발생할 때는 상당한 열이 발생하는데 아크 중안부의 온도는 5,000[ °C ]에서 15,000[ °C ]에 도달 ㉢ 전극을 접촉시켜서 강한 전류를 흐르게 하면, 전극의 선단은 과열되고 금속의 증기를 방전하는 아크가 발생 ㉣ 전기아크 용접은 아크가 발생시키는 강력ㅇ한 열에너지를 사용하여 금속을 녹여 결합시켜, 아크를 잘 알고 이롭게 사용하면 우리 생활에 편의를 제공하지만 예상지 못한 아크에 의한 화재는 대형의 생명과 막대한 재산상의 손실을 발생  : 스위치 ON/OF 시 , 아크 발생 cf 방폭설비  ⑤ 정전기 가열  정전기의 불꽃에 의해 가연성 가스에 접촉하여 폭발 및 화재를 일으키는 열에너지원을 말한다.  : 정전기가 방전할 때 발생되는 열 cf 접지시설  ⑥ 낙뢰에 의한 가열  낙뢰에 의한 순간적인 대전류에 의해서 발화, 폭발하는 것을 말한다.  : 낙뢰에 의해 발생되는 열 cf 피뢰설비

줄열에 의한 발열 1) 정의 : 저항체에 전류를 통할 때에 발생하는 열량으로 전기저항열이라 한다.  2) 줄열에 의한 발열 (과전류 메커니즘)  ① 줄열에 의한 발열현상  Q = 0.24 * I²Rt t [cal] ② 정격전류 초과 200~300[%] 초과시 피복의 변질 및 변형  ③ 정격전류 초과 500~600[%] 초과시 열이 난 후 용융되어 발화

아크에 의한 발열  1) 정의 : 도체 접속부 불량에 의하여 전류가 흐를 때 발열하는 것으로 접촉부로부터 절연피복이 지속적으로 열화되는 현상이다.  2) 아크에 의한 발열의 원인 및 메커니즘  ① 원인 ㉠ 접촉저항에 의한 발열  ㉡ 아산화동 발화현상  ②  발화 메커니즘  ㉠ 접속부 불량으로 아크가 발생한다. ㉡ 아크가 발생하여 구리와 산소가 반응하여 전선의 표면이 산화 ㉢ 산화물은 저항이 높아 열발생을 지속적으로 증가시킨다 ㉣ 발열이 방열보다 높고, 열축적으로 인하여 가연물이 발화점에 도달하면 화재가 발생한다.  3) 예방대책 ① 아크차단기 설치  ②  접촉저항이 발생하지 않도록 점검: 접촉저항이 높지 않도록 열화상 점검 및 육안 점검

구분	아크차단기	누전차단기
기능	아크차단	누설전류차단
설치목적	전기화재 예방	누설에 감전사고 예방
캐나다, 미국 규정	주택에 설치 의무화	감전위험이 높은 곳에 설치
국내규정	설치 규정 없음	주택에 설치 의무화

[Arc와 Spark]  1) 개요 ① 절연된 두 전극 사이의 매질 (공기, 가스 또는 기름 등)에 강한 전계가 가해지면 매질의 절연이 파괴되어 도전로를 형성한다.  ② 도전로가 형성되면 이 도전로를 따라 전류가 흐른다. 전류가 흐른다는 것은 전자의 이동, 즉 전하의 이동을 의미한다.  2) 아크(Arc)와 스파크(Spark) ① 매질의 절연이 파괴되어 절연매질을 통해서 전류가 흐른다는 점에서는 Arc나 Spark는 같다. 그러나 일반적으로 Spark는 그런 현상이 순간적으로 일어나는 것을 의미하고, Arc는 그런 방전이 지속적으로 유지되는 것을 말한다.  ② 예를 들어 정전기 방전에 의해서 순간적으로 불꽃이 튀거나 자동차 Spark 플러그에서 불꽃이 튀는 것, 벼락이 치는 것들은 순간적인 것이므로 SPark이고 전기용접이나 제철공장의 Arc로 또는 Arc등 등에서 발생하는 아크는 상당히 지속적으로 발생하므로 Arc라고 할 수 있다.  3) 아크(Arc)와 스파크(Spark) ① 아크(Arc)  전기를 끊을 때 갑자기 절단시키면 흐르던 전류가 갑자기 큰 저항(공기)를 만나 계속 흐르려는 성질(관성의 법칙)에 의해 큰 저항이 걸려 빛과 열이 발생한다.  ② 스파크(Spark) 전기를 넣을 때 전위차로 인해 생기는 정전기 두 전하가 내버려 두지 않고 어느 정도 이내의 거리로 오면, 전하의 평형을 유지하려는 특성에 따라 빛과 열이 발생한다. => 점화원 역할

	아크(Arc)	스파크(Spark)
발생원리	접점 개방 시 발생	접점 투입 시 발생
전위	두 접점의 전위가 같을 때 발생	두 접점 전위가 다를 때 발생
위험성	빛과 열 발산	빛과 열 발산, 고온의 고체입자 발생

열에너지원 1) 화학 열 에너지원  2) 전기 열 에너지원 3) 기계적 열 에너지원  ① 마찰열: 마찰에 의한 열 축적, 마찰 불꽃에 의한 가연성 가스가 폭발하는 기계적 열에너지원을 말한다.   : 마찰시킬 때 발생  ② 마찰스파크: 마찰 시 발생하는 스파크에 의하여 가녕성 가스가 화재 및 폭발할 수 있다. : 고체와 금속을 마칠 시킬 때 불꽃 발생 ③ 단열 압축열:자동차의 내연기관 등 단열 압축에 의해 열이 발생할 수 있다.  : 단열상태에서 기체에 압력을 가해 부피를 줄이는 방법으로 이때 기체의 내부온도는 상승하게 된다.  ④ 나화 ㉠ 원인: 난방, 담뱃불, 보일러 등의 나화 ㉡ 대책: . 점화원인 나화를 가연물과 이격, 밀폐하여 관리  . 위험물질의 이격관리  ⑤ 고온표면: ㉠ 원인: 가열로, 용융금속 등의 고온 표면 ㉡ 대책: . . 점화원의 관리 철저 . 위험물질과의 이격관리 ⑥ 충격 마찰 ㉠ 원인: 충격이나 마찰에 의한 불티, 불꽃 발생  ㉡ 대책: .공구류 등은 고무, 나무, 가죽제품 사용