연소 파 와 폭굉 파

목차

가)폭발 방지
나)폭발 피해의 국한화 대책
다)폭발 방호 장치

가)혼합 가스 폭발
나)분진 폭발
다)수증기 폭발
라)고압 가스의 폭발

가)폭발 형태
나)폭발의 종류
라)폭발영향 평가

본문내용

가연성가스에 적당한 공기를 미리 혼합하여 그 농도를 폭발 범위 내로 한 것은 확산의 과정이 생략되기 때문에 연소 전파 속도가 대단히 빠르다. 이 혼합가스에 착화하면 착화 원 에서 국한된 반응 역 이 형성되어 이것이 혼합가스 중으로 전파되어간다. 그 진행속도는 가스 조성에 따라 다르지만 대체로 0.1~10m/sec 정도가 되는데 이러한 반응 역 을 연소 파 라 한다.
얀(Jahn)의 측정에 의하면 메탄, 공기혼합가스의 최대연소속도(ch₄약10%)는0.35m/sec, 수소, 공기혼합가스(Ch₂약43%)에는 2.7m/sec 이다.
수소사소혼합가스(H₂약 70%)에는 약9m/sec이다. 수소, 아세틸렌, 프로판 등의 가연성 가스와 공기 또는 수소와의 혼합가스는 착화하여서 위에서 말한 연소 파 가 번져서 가스혼합물은 매우 짧은 시간에 연소 하게 된다.
그리고 이 혼합가스는 밀폐용기 속 또는 폐쇠 한 곳에 존재하면 발생한 연소 열로 인하여 연소가스는 밀폐 용기 속 또는 폐쇠 한 곳에 존재하면 발생한 연소 열로 인하여 연소가스는 팽창하여 약 7-8kg/cm²의 고압을 발생하여 기물 또는 건물을 파괴하게 된다. 이것이 흔히 말하는 가스폭발이다.
그리고 관 속의 혼합가스에 일부분 착화하게 되면 연소 파가 있는 거리를 진행하면 돌발적으로 연소전번속도가 증가하여 그 속도가 1,000-3,500m/sec에 다다르게 된다.
이와 같은 현상을 폭굉현상(爆轟現象, Detonition phenomenon)이라한다.
이와 같이 극한된 반응영역을 폭굉파(爆轟波, Detonition wave)라 한다.
폭굉 파의 전번속도는 음속을 초과하고 있어 그 진행전면에 충격파(衝擊波, shock wave)가 형성한다.
폭굉현상은 가연성 가스가 있는 조성범위에서 나타나는데 이에는 하한계 에서 상한계가 있다. 폭굉한계의 농도는 앞에서 말한 폭발한계 내 속에 있다 .
폭굉현상은 혼합가스에만 한해서가 아니고, 순물질에 있어서도 그 분해열이 많이 나타나서 폭굉을 일으키고 있다. 예를 들면 오존, NO₂, 히드라진, 아조메탄, 고압 아래서의 아세틸렌 등이 그 예이다.
액체 및 고체에 있어서 분자 속에 충분한 산소량을 함유한 것 즉 예를 들면 니트로글리세린, 니트로글리콜, 트리니트로톨루엔, 피크린 산, 헥사니트로디포닐아민과 같은 폭약류는 최초에 충분히 기폭작용을 부여하면 폭굉을 일으킨다.
앞에서 말한 것과 같이 폭굉파에는 항상 충격파가 동반하게 되고 충격파는 음파와 다르기 때문에 극히 파장의 짧은 것과 단일 압축파에 의한 것으로 직진하는 성질이 있다.
그리고 충격파는 그 진행방향에 고속 유동층 에 존재함 으로서 이것이 물체에 충돌하면 아주 짧은 시간에 한하여 강력한 충동적 압력을 일으켜서 기계적인 파괴작용을 주게된다.
예를 들면 폭굉파의 속도가 3,000m/sec일 때 충동압이 최고 1,000kg/cm²에 다다른다.
폭발사고의 현장에서 떨어진 건물의 창유리가 파괴되는 것은 대체로 이 효과에 의한 것으로 충격파의 직진작용으로 인하여 전주, 나무 등에 차단되어 가려진 곳에서는 가려진 부분에만 파괴를 면할 수가 있다.

참고자료

· 없음