소방설비기사 기출문제 해설 및 핵심 요약정리, 무료인강 - 연소 이론 완벽 정리 (고체, 액체, 기체 연소 총정리)

1. 고체의 연소 (불꽃의 형태를 결정하는 핵심)
고체는 우리 주변에서 가장 흔하게 볼 수 있는 가연물입니다. 하지만 고체의 연소 방식은 그 종류에 따라 매우 다양하게 나타납니다.

 

1) 표면연소
① 개념: 열분해 없이 고체 표면에서 직접 연소하는 방식입니다. 마치 숯불이 은은하게 타오르는 모습을 상상하시면 됩니다.
② 특징: 가연성 가스를 발생시키지 않으며, 물질 자체가 천천히 연소합니다.
③ 예시: 목탄, 코크스, 숯, 금속분 등이 있습니다. 특히 금속분은 화려한 불꽃을 내며 연소하기도 합니다.

 

2) 분해연소
① 개념: 열에 의해 고체가 분해되어 가연성 가스를 발생시키고, 이 가스가 공기와 혼합되어 연소하는 방식입니다.
② 특징: 대부분의 고체 가연물이 이 방식을 따릅니다. 연소 시 연기와 그을음이 많이 발생하는 것이 특징입니다.
③ 예시: 석탄, 종이, 목재, 플라스틱 등이 있습니다.

 

3) 증발연소
① 개념: 고체가 액체로 녹은 후, 다시 기체로 증발하여 연소하는 방식입니다. 마치 촛불이 타는 모습과 같습니다.
② 특징: 열분해 없이 액체를 거쳐 기체 상태로 연소합니다.
③ 예시: 황, 나프탈렌, 촛불, 파라핀 등이 있습니다.

 

4) 자기연소(내부연소)
① 개념: 가연물 내부에 산소를 자체적으로 함유하고 있어 외부 산소 공급 없이도 연소하는 방식입니다.
② 특징: 외부 환경에 크게 영향을 받지 않고 빠르게 연소하며, 폭발적인 연소 반응을 보일 수 있습니다.
③ 예시: 제5류 위험물인 니트로셀룰로오스, 질화면 등이 있습니다. 특히 자기반응성 물질은 주의해서 다뤄야 합니다.

 

2. 액체의 연소 (증기압과의 싸움)
액체의 연소는 액체가 증발하여 가연성 증기를 형성하고, 이 증기가 공기와 혼합되어 연소하는 과정을 거칩니다.

 

1) 증발연소
① 개념: 액체가 증발하여 가연성 증기를 형성하고, 이 증기가 공기와 혼합되어 연소하는 방식입니다.
② 특징: 액체의 증기압이 높을수록 연소가 잘 일어납니다.
③ 예시: 알코올, 아세톤, 휘발유, 등유, 경유 등이 있습니다.

 

2) 액적연소:
① 개념: 액체를 미세한 입자 형태로 분무하여 연소시키는 방식입니다.
② 특징: 표면적을 넓혀 연소 효율을 높입니다.
③ 예시: 벙커C유 등이 있습니다. 벙커C유는 점성이 높아 가열하여 점도를 낮춘 후 분무합니다.

 

3. 기체의 연소 (예측 불허의 위험)
기체는 확산 속도가 빠르고 혼합이 용이하여 연소 속도가 매우 빠릅니다. 따라서 기체 연소는 화재 및 폭발 사고로 이어질 가능성이 높습니다.

 

1) 확산연소
① 개념: 가연성 기체가 공기 중으로 확산되면서 연소하는 방식입니다.
② 특징: 화염의 안정 범위가 넓어 비교적 안정적인 연소가 가능합니다.
③ 예시: 수소, 아세틸렌, 프로판, 부탄 등이 있습니다.

 

2) 폭발연소
① 개념: 밀폐된 공간에서 가연성 기체와 공기가 혼합된 상태로 점화될 때 폭발적으로 연소하는 방식입니다.
② 특징: 급격한 압력 상승과 함께 강력한 파괴력을 동반합니다.

 

3) 예혼합연소
① 개념: 가연성 기체와 공기를 미리 혼합한 후 연소시키는 방식입니다.
② 특징: 연소 속도가 매우 빠르며, 정밀한 제어가 필요합니다.

 

---

 

4. 연소 시 문제점
연소 과정에서 발생하는 다양한 문제점들을 이해하는 것은 안전한 연소 관리에 매우 중요합니다.

 

1) 블로우 오프(Blow-off) 현상
① 정의: 화염이 버너 노즐에 정착하지 못하고 떨어져 나가면서 화염이 꺼지는 현상입니다.
② 원인: 연료 공급 부족, 과도한 공기 공급, 낮은 연소 온도 등이 있습니다.

 

2) 역화(Back Fire) 현상
① 정의: 화염이 버너 내부로 역류하여 연소하는 현상입니다.
② 원인: 가스 분출 속도가 연소 속도보다 느릴 때 발생합니다.

 

3) 선화(Lifting) 현상
① 정의: 화염이 버너 노즐에서 떨어져 나가면서 연소하는 현상입니다.
② 원인: 연료가스의 분출 속도가 연소 속도보다 빠를 때 발생합니다. 블로우 오프와 유사하게 불완전 연소를 초래합니다.

 

5. 자연발화 (스스로 불타는 위험)
자연발화는 외부 점화원 없이 물질 자체의 화학적, 생물학적 반응에 의해 발생하는 연소 현상입니다.

 

1) 산화열
① 원리: 물질이 산소와 반응하면서 발생하는 열이 축적되어 발화점에 도달하는 현상입니다.
② 예시: 석탄, 건성유, 탄소분말, 금속분, 기름 걸레 등이 있습니다.

 

2) 분해열:
① 원리: 물질이 자체적으로 분해되면서 발생하는 열이 축적되어 발화점에 도달하는 현상입니다.
② 예시: 셀룰로이드, 니트로셀룰로오스, 니트로글리세린 등이 있습니다.

 

3) 흡착열
① 원리: 물질이 다른 물질을 흡착하면서 발생하는 열이 축적되어 발화점에 도달하는 현상입니다.
② 예시: 활성탄, 목탄분말 등이 있습니다.

 

4) 미생물열
① 원리: 미생물의 활동으로 발생하는 열이 축적되어 발화점에 도달하는 현상입니다.
② 예시: 퇴비, 먼지 등이 있습니다.

 

소방설비기사 무료 동영상 강의

www.sjcorea.co.kr 

세정코리아 무료인강 - 경리실무, 손해보험중개사, 재경관리사, 전산세무