| 최신판 |
당신의 편집 |
| 2번째 줄: |
2번째 줄: |
| | | | |
| | ==정의== | | ==정의== |
| − | 연소는 산화 반응의 일종으로, 물질이 산소와 결합하면서 열과 빛을 방출하고 매우 빠르게 일어나는 현상을 가리킨다. 연소는 다른 일반적인 산화 반응과 구분된다. 생체에서 일어나는 산화 반응은 열과 빛을 동반하지 않으므로 연소 반응이 아니다. 열과 빛은 흔히 볼 수 있는 불꽃 형태로 나타나고, 반응은 열역학적으로 발열 반응이다. 일반적으로는 열과 빛을 수반하는 산화반응으로 정의하고 있으나 물질이 단순히 산화하였다고 연소라고는 하지 않는다.<ref name='지식백과'> 〈[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5663207&cid=62802&categoryId=62802 연소]〉, 《네이버 지식백과》 </ref> | + | 연소는 산화 반응의 일종으로, 물질이 산소와 결합하면서 열과 빛을 방출하고 매우 빠르게 일어나는 현상을 가리킨다. 연소는 다른 일반적인 산화 반응과 구분된다. 생체에서 일어나는 산화 반응은 열과 빛을 동반하지 않으므로 연소 반응이 아니다. 열과 빛은 흔히 볼 수 있는 불꽃 형태로 나타나고, 반응은 열역학적으로 발열 반응이다. 일반적으로는 열과 빛을 수반하는 산화반응으로 정의하고 있으나 물질이 단순히 산화하였다고 연소라고는 하지 않는다. |
| | | | |
| | ==역사== | | ==역사== |
| − | 고대 그리스에서는 연소 반응이 산소와의 반응인 것을 알지 못했다. 당시에 학자들은 연소 상태가 기체 상태인 것을 인지하지 못하여 연소 반응에 대한 해석으로 불을 원소 개념으로 도입했다. 중세에는 연소와 관련하여 플로지스톤이라는 개념이 등장하였다. 같은 양의 서로 다른 물질을 연소시켰을 때 남는 재의 양은 서로 다른 것을 보고 물질마다 각기 다른 플로지스톤을 가지고 있으며, 연소하면 이 플로지스톤이 모두 빠져나간다고 해석하였다. 금속의 경우 연소하고 난 뒤 질량이 증가하는 것을 보고, 이 플로지스톤의 성질을 무중량과 음의 중량을 갖는 물질로 제안했다. 하지만 이 이론은 기체에 대한 개념을 도입하여 실험한 라부아지에의 근대 연소이론에 의해 완전히 부정되었다. 이후 여러 실험을 통해 연소가 산소와 물질의 반응이라는 것을 알아냈다.<ref name='지식백과'> 〈[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5663207&cid=62802&categoryId=62802 연소]〉, 《네이버 지식백과》 </ref> | + | 고대 그리스에서는 연소 반응이 산소와의 반응인 것을 알지 못했다. 당시에 학자들은 연소 상태가 기체 상태인 것을 인지하지 못하여 연소 반응에 대한 해석으로 불을 원소 개념으로 도입했다. 중세에는 연소와 관련하여 플로지스톤이라는 개념이 등장하였다. 같은 양의 서로 다른 물질을 연소시켰을 때 남는 재의 양은 서로 다른 것을 보고 물질마다 각기 다른 플로지스톤을 가지고 있으며, 연소하면 이 플로지스톤이 모두 빠져나간다고 해석하였다. 금속의 경우 연소하고 난 뒤 질량이 증가하는 것을 보고, 이 플로지스톤의 성질을 무중량과 음의 중량을 갖는 물질로 제안했다. 하지만 이 이론은 기체에 대한 개념을 도입하여 실험한 라부아지에의 근대 연소이론에 의해 완전히 부정되었다. 이후 여러 실험을 통해 연소가 산소와 물질의 반응이라는 것을 알아냈다. |
| | | | |
| | ==연소 조건== | | ==연소 조건== |
| − | * '''조성조건''' : 연소가 일어나기 위해서는 가연성물질로부터 방출되는 가연성가스의 농도와 산화제의 혼합비가 일정범위내로 되어야 한다. 이 농도의 하한을 연소(폭발이라고도 한다)의 하한계라 하며 연소의 범위, 온도, 압력, 등에 의해서도 변화한다.
| |
| − |
| |
| − | *'''에너지조건''' : 일반적으로 화학변화는 물질로부터 생성물로의 물질변화로 생각되지만 이때의 원물질로부터 직접 생성물로 되지 않고 원물질의 특성에 따라 일정한 에너지를 열적, 전기적, 기계적 등의 방법에 의해 받아 활성화상태에 이른후에 에너지를 방출하기 시작하여 생성물로 된다. 연소의 경우에는 이 활성화에 필요한 에너지가 점화에너지이며 이때 생성물과 원물질과의 에너지의 차이가 연소열이다.
| |
| − |
| |
| − | *'''화학적반응''' : 산소와 반응하는 물질(산소가 충분히 화합되어 있는 산화물 co2, NO2는 불활성 원소가 된다)이어야 하며, 산소와 반응시 발열반응이어야 한다(즉, 흡열반응 물질은 가연물이 될 수 없다).
| |
| − |
| |
| − | *'''열전도율''' :열전도율이 낮아야한다. 열전도율이 높으면 열이 축적되지 못하여 가연물이 될 수 없다. 따라서 열전도율이 낮은 기체<액체<고체 순으로 연소가 용이하다.<ref name='연소'>〈[http://www.eom.co.kr/ 연소]〉, 《건설종합기술정보》</ref>
| |
| | | | |
| | ==연소의 형태== | | ==연소의 형태== |
| 30번째 줄: |
23번째 줄: |
| | diffusive combustion | | diffusive combustion |
| | |align=center|초심지연소, 심지식 석유난로, 성냥, 산림화재, pool 화재 | | |align=center|초심지연소, 심지식 석유난로, 성냥, 산림화재, pool 화재 |
| − | |align=center|[[연료가스]]와 공기가 혼합되면서 연소하는 형태 | + | |align=center|연료가스와 공기가 혼합되면서 연소하는 형태 |
| | |- | | |- |
| | |align=center|폭발연소 | | |align=center|폭발연소 |
| 74번째 줄: |
67번째 줄: |
| | |align=center|자기연소(내부연소) | | |align=center|자기연소(내부연소) |
| | |align=center|니트로 글리세린, 니트로셀룰로오즈. 질산 에스테르류 | | |align=center|니트로 글리세린, 니트로셀룰로오즈. 질산 에스테르류 |
| − | |align=center|고체 가연물이 분자 내에 산소를 가지고 있어 가열시 열분해에 의해 가스생성물과 함께 산소를 발생하여 공기중의 산소가 부족하여도 연소가 진행되는 형태, 이 경우 회부 산소 존재시에는 폭발로 진행될 수도 있다.<ref name='연소'>〈[http://www.eom.co.kr/ 연소]〉, 《건설종합기술정보》</ref> | + | |align=center|고체 가연물이 분자 내에 산소를 가지고 있어 가열시 열분해에 의해 가스생성물과 함께 산소를 발생하여 공기중의 산소가 부족하여도 연소가 진행되는 형태, 이 경우 회부 산소 존재시에는 폭발로 진행될 수도 있다. |
| | |} | | |} |
| | | | |
| | ==연소 방법== | | ==연소 방법== |
| − | *연소가 일어나기 위해서는 가연물과 산소와의 혼합물이 외부에서 점화에너지를 받아 착화, 혹은 발화하여 그에 따라 발생하는 연소열에 의해 미 반응부분의 활성화가 일어나야 한다. 그리하여 그 열에너지의 차가 클수록 연소하기 쉽게 된다. 그렇지만 이때 외부에서 받은 열과 자신에게 생긴 연소열이 전부 미반응 부분의 활성화에 쓰여지지 않고 복사열, 전도열에 의해 소실되고 가열물이 분해하여 기화할 때와 연소성상물과 함께 달아나는 것이 많다, 즉, 흡열과 발열을 비교할 때 발열이 크면 연소가 계속된다.
| |
| − |
| |
| | :{|class=wikitable width=600 | | :{|class=wikitable width=600 |
| | !align=center|구분 | | !align=center|구분 |
| 86번째 줄: |
77번째 줄: |
| | |align=center|분젠식 | | |align=center|분젠식 |
| | |align=center| | | |align=center| |
| − | *[[가스]]가 노즐에서 분사되며 이의 운동에너지에 의해 공기구멍으로부터 1차공기를 흡입한다. | + | *가스가 노즐에서 분사되며 이의 운동에너지에 의해 공기구멍으로부터 1차공기를 흡입한다. |
| | *가스와 1차 공기가 혼합관 속에서 혼합되어 염공으로 나오며 연소된다. | | *가스와 1차 공기가 혼합관 속에서 혼합되어 염공으로 나오며 연소된다. |
| | *불꽃 주위에서 확산에 의해 2차공기를 취하게 된다. | | *불꽃 주위에서 확산에 의해 2차공기를 취하게 된다. |
| 106번째 줄: |
97번째 줄: |
| | *필요한 공기의 전부가 1차공기 만으로 공급되며 가스와 혼합하여 연소한다. | | *필요한 공기의 전부가 1차공기 만으로 공급되며 가스와 혼합하여 연소한다. |
| | *전부 1차공기만 흡인하므로 역화하기 쉽다. | | *전부 1차공기만 흡인하므로 역화하기 쉽다. |
| − | *역화방지를 위해 염공의 특별구조가 필요하다.<ref name='연소'>〈[http://www.eom.co.kr/ 연소]〉, 《건설종합기술정보》</ref> | + | *역화방지를 위해 염공의 특별구조가 필요하다. |
| | |} | | |} |
| − |
| |
| − | ==완전연소, 불완전연소==
| |
| − | 연소는 조건에 따라 완전 연소와 불완전 연소로 나눠진다. 완전 연소는 연소에 필요한 산소나 온도 조건이 충족된 연소 반응이고, 불완전 연소는 산소나 온도 조건이 제대로 충족되지 않고 일어난 연소 반응이다. 불완전 연소에서는 일산화탄소(CO)나 그을음(C, soot) 등이 발생한다. 산소가 불충분하여 일산화 탄소가 생성되기도 하지만 높은 온도에서 일산화 탄소가 열역학적으로 안정하기 때문에 생성되기도 한다. 유기물이 완전 연소하기 위해서는 대략 이론적인 필요량의 약 2-3배 정도 공기가 필요한 것으로 알려져 있다. 불완전 연소 때 발생하는 일산화 탄소를 흡입하면 두통, 어지러움, 구토 등이 나타나며, 그 양이 많으면 사망할 수 있다. 일산화 탄소는 폐에서 흡수되어 산소보다 더 강하게 적혈구의 헤모글로빈과 결합하여 산소 공급, 즉 내호흡을 불가능하게 만든다. [[휘발유]] 차량과 같은 [[내연기관]]에서는 [[연료]]가 완전 연소하도록 다양한 구조적 요소를 더한다..<ref name='지식백과'> 〈[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5663207&cid=62802&categoryId=62802 연소]〉, 《네이버 지식백과》 </ref>
| |
| − |
| |
| − | ==정상연소, 이상연소==
| |
| − | ===정상연소===
| |
| − | 과도한 압력상승률로 인해 기관의 운전장해가 발생되지 않는 범위 내에서 기관의 성능이 최대로 될 때의 연소형태를 말한다. 온도파 화염전파와 경미한 압력파 화염전파가 정상연소로 취급된다. 일반적으로 스파크플러그의 반대편 끝까지 화염이 진행하여 연소가 완료되는 것을 정상연소로 취급한다. 그러나 경미한 압력파 화염전파는 오히려 연소를 촉진시켜 기관의 효율을 증가시키므로 정상연소의 범위에 포함시킨다.
| |
| − |
| |
| − | ===이상연소===
| |
| − | 이상연소는 정상연소에 대응되는 개념으로 급격한 압력파의 누적에 의해 충격적으로 연소가 이루어져, 기관의 운전장해와 출력저하를 초래하는 연소형태를 말한다. 열효율 측면에서 보면 오토기관에서는 연소속도가 빠를수록 유리하다. 그러나 이와 같은 이론적인 전제는 노크 때문에 제한되며, 제한범위 이상의 속도로 연소가 진행될 경우이다
| |
| − |
| |
| − | *'''디토네이션''' : 압력파의 누적에 의해 말단 가스(end gas)가 보통의 압력파의 진행속도보다 훨씬 빠른 속도로 연소되는 현상 그 자체를 말한다.
| |
| − |
| |
| − | *'''조기점화''' : 스파크플러그로부터의 불꽃에 의한 점화에 앞서 혼합기가, 또는 스파크플러그에 의한 정상점화가 이루어진 후에도 정상화염이 도달되기 전에 말단가스(end gas)가 실린더 내의 다른 어떤 고온 표면(hot spot)에 의해서 점화되는 현상을 말한다. 노크와 조기점화는 서로 상대를 유발시켜 기관운전 장해와 출력저하를 초래하는 수가 있다.<ref>김재휘, 〈[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1981642&cid=42331&categoryId=42332 정상연소와 이상연소]〉, 《최신자동차공학시리즈 1 - 자동차가솔린기관(오토기관)》, 2012-09-03</ref>
| |
| − |
| |
| − | ==연소 장치==
| |
| − | 가스 또는 액체의 연소를 연소실에서 완전히 연소시키는 장치를 말한다. 버너, 연료공급관, 연료차단밸브, 통풍장치, 통풍조절장치, 에어 레지스터, 분사펌프, 가열장치, 안전장치 등 연소시키는데 필요한 기기를 조합시킨 것으로 간단한 버너와 통풍기만을 조합시킨 것까지 여러 가지 구조형식이 있지만, 이것들을 종합한 것을 말한다. 연소장치의 적정한 구조 및 관리는 노내 가스폭발 또는 저수위 사고의 방지에 중요한 사항으로 되어 있다.<ref>최상복, 〈연소장치〉, 《산업안전대사전》, 2021-01-06</ref>
| |
| − |
| |
| − | {{각주}}
| |
| − | ==참고자료==
| |
| − | *〈[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5663207&cid=62802&categoryId=62802 연소]〉, 《네이버 지식백과》
| |
| − | *〈[http://www.eom.co.kr/ 연소]〉, 《건설종합기술정보》
| |
| − | * 김재휘, 〈[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1981642&cid=42331&categoryId=42332 정상연소와 이상연소]〉, 《최신자동차공학시리즈 1 - 자동차가솔린기관(오토기관)》, 2012-09-03
| |
| − | * 최상복, 〈연소장치〉, 《산업안전대사전》, 2021-01-06
| |
| − |
| |
| − | ==같이 보기==
| |
| − | * [[휘발유]]
| |
| − | * [[연료]]
| |
| − | * [[연기]]
| |
| − |
| |
| − | {{연료|검토 필요}}
| |
해시넷
