가스 연습문제 풀이 모음

발화 이론

1. 자연발화란?

- 발화는 발열이 크거나 발열이 적더라도 방열이 더 적으면 발생할 수 있으며 발화의 종류는 자연발화와 열면발화로 나눈다. 자연발화는 발열과 방열의 관점에서 볼 때 발열은 적지만 방열이 더 적은 경우로 가연물이 서서히 산화되어 축적된 열에 의해 발생한다.

 

2. 자연발화의 종류 및 원인

- 산화열에 의한 발화 : 건성유, 원면, 석탄, 금속분, 고무분말, 기름걸레 등

- 분해열에 의한 발화 : 셀룰로이드, 니트로화합물, 아세틸렌 등

- 흡착열에 의한 발화 : 활성탄 목탄 등

- 중합열에 의한 발화 : 액화 시안화수소 등

- 발효열에 의한 발화 : 퇴비, 건초, 곡물, 먼지 등

 

3. 자연발화 예방대책

- 가연성 물질 제거

- 저장실 습도, 온도 낮게 유지

- 저장실 통풍 및 환기 유지

- 열용량을 높임

- 열 확산율, 열전도율을 낮춤

 

4. 연소의 정의

- 연소란 가연성 물질이 공기 중의 산소와 만나 빛과 열을 수반하며 급격히 산화하는 현상

 

5. 연소의 색과 온도

색상	암적색	적색	휘적색	황적색	백적색	휘백색
온도  ℃	700~750	850	925~950	1,100	1,300	1,500

 

6. 연소의 3, 4요소

- 연소의 3요소 : 가연물, 산소 공급원, 점화원

- 연소의 4요소 : 가연물, 산소공급원, 점화원, 연쇄반응

 

7. 가연물의 구비조건

구비 조건	상세 설명
발열량이 클 것	산화되기 쉬운 물질은 발열량이 크다.
표면적이 클 것	산소와의 접촉면적이 커져 연소가 용이 (고체 < 액체 < 기체)
활성화 에너지가 작을 것	산화되기 쉬운 물질은 활성화 에너지가 작다.
열전도도가 작을 것	열전도도가 작으면 열축적이 용이
발열반응 일 것	가연물은 산소와 반응 시 반드시 발열반응을 해야 한다.
연쇄반응을 수반할 것	연소현상이 연쇄적으로 반응해야 한다.

 

8. 불연성 물질

- 주기율표 0족 원소인 불활성 가스 : He, Ar, Ne, Xe, Rn, Kr

- 산소와는 반응하나 발열반응이 아닌 흡열 반응하는 물질 : 질소, 질소산화물

- 산소와 이미 결합한 물질 : CO2, H2O, SO3, P2O5, SiO2, 제1류 위험물, 제6루 위험물

 

9. 산소공급원

- 공기

- 산화성 고체 제1류 위험물(NaClO3, KClO3), 산화성 액체 제6류 위험물(과산화수소, 질산), 오존

- 자기반응성 물질 : 제5류 위험물(니트로글리세린, TNT 등)

 

10. 공기의 조성

구분	질소	산소	알곤	탄산가스
체적(V) %	78.03	20.99	0.95	0.03
중량(W)  %	75.51	23.15	1.30	0.04

 

11. 점화원의 종류

- 열적 점화원 : 니와, 고온표면

- 기계적 점화원 : 단열압축, 충격 및 마찰

- 전기적 점화원 : 정전기 불꽃, 전기불꽃, 전기 발열

- 화학적 점화원 : 연소열, 분해 열, 중합 열, 용해열

- 원자력 에너지

 

12. 정전기 방지대책

- 접지를 한다.

- 공기를 이온화시킨다.

- 제진기를 설치한다.

- 공기 중의 습도를 70% 이상으로 한다.

 

13. 연소범위 영향 요소

- 온도상승 시 연소범위가 넓어진다.

- 압력상승 시 연소범위가 넓어진다.(CO는 좁아짐)

- 산소농도 증가 시 연소범위가 좁아진다.

- 불활성기체가 첨가되면 연소범위가 좁아진다.

- 연소범위가 넓을수록 폭발의 위험이 크다.

 

14. 인화점, 연소점, 발화점의 정의

- 인화점 : 외부 에너지에 의해 발화하기 시작하는 최저온도

- 연소점 : 외부 에너지를 제거해도 자력으로 연소를 지속할 수 있는 최저온도

- 발화점 : 스스로 점화할 수 있는 최저온도

 

15. 고체상태의 연소 물질

연소형태	물질
증발연소	유황, 나프탈렌, 파라핀, 유지 등
분해연소	목재, 석탄, 종이, 플라스틱, 고무 등
표면연소	숯, 코크스, 목탄, 금속분
자기연소	셀룰로이드, TNT, 니트로글리세린, 니트로화합물 등

 

16. 액체상태의 연소 물질

연소형태	물질
증발연소	가솔린, 등유, 경우, 알코올, 아세톤 등
분해연소	중유, 아스팔트유 등
분무연소	벙커C유 등

 

17. 훈소란?

- 가연성 고체의 열분해 시 생성된 가연성 가스가 바람에 의해 농도가 희석되는지, 밀폐된 공간에 의해 산소공급이 부족하면 가연성 혼합기가 생성되지 않고 다량의 연기를 내며 표면 반응을 일으키는 연소현상으로 원래 모습 그대로 방출되며 특유의 냄새가 발생된다.

 

18. 역화 현상 발생 원인

- 연료의 분출 속도가 연소 속도보다 느릴 때

- 1차 공기가 적어 혼합기체의 양이 적은 경우

- 공급가스의 압력이 낮은 경우

- 염공이 크거나 부식에 의해 확대된 경우

 

19. 선화 현상이란?

- 불꽃이 염공 위에 들뜨는 현상으로 염공에서 연료가스의 분출속도가 연소속도보다 빠를 때 발생되는 현상으로 선화의 원인에는 1차 공기가 너무 많아 혼합기체의 양이 많은 경우, 공급가스의 압력이 높을 경우, 버너의 염공이 작거나 거의 막혔을 경우이다.

 

20. 황염 현상이란?

- 불꽃의 색이 황색으로 되는 현상으로 염공에서 연료가스의 연소 시 공기량의 조절이 적정하지 못하여 완전연소가 이루어지지 않을 때에 발생한다.

 

21. 블로우 오프(Blow Off) 현상이란?

- 염공에서 연료가스의 분출 속도가 연소속도보다 클 때, 주위 공기의 움직임에 따라 불꽃이 날려서 꺼지는 현상으로 선화상태에서 다시 분출속도가 증가하면 결국 화염이 꺼지는 현상이다.

 

22. 현열, 잠열, 비열의 정의

- 현열 : 물질의 상태변화 없이 온도 변화에만 필요한 열량

- 잠열 : 물질의 온도변화 없이 상태변화에만 필요한 열량

- 비열 : 1Kg의 물체를 1℃만큼 상승시키는데 필요한 열량(kcal)

 

23. 열전달의 종류와 정의

- 전도 : 직접 접촉에 의하여 열에너지가 이동하는 상태로 위치의 변동 없이 분자의 진동에 의해 열을 전달하며 진공상태에서는 열이 전달되지 않는다.

- 대류 : 유체 입자의 유동에 의해 열에너지가 전달되는 현상으로 화재의 형태나 특성에 가장 큰 영향을 미친다.

- 복사 : 물질에서 방사되는 에너지의 전자기적인 파동에 의해서 전달되고 진공상태에서도 전달이 되며 절대온도의 4 제곱에 비례한다.

 

24. 액화석유가스의 성상

- 주성분은 프로판과 부탄이다.

- 무색, 무취, 무미로 독성이 없다.

- 기화 시 공기보다 무겁고 액화 시 물보다 가볍다.

- 연소 하한이 낮아 누출되면 화재, 폭발의 위험이 있다.

- 액체 상태의 LPG가 기화되면 체적이 증가한다.

- 휘발유 등 유기용매에 잘 녹는다.

 

25. 화재란?

- 사람의 의도에 반하거나 고의에 의해 발생하는 연소현상으로서 소화시설 등을 사용하여 소화할 필요가 있거나 또는 화학적인 폭발 현상을 말하며, 일반적인 특성에는 우발성, 확대성, 불안전성이 있다.