석유화재 성상 (경질유와 중질유의 화재성상)
1. 개요
0 탱크내부에 저장된 유류에 화재가 발생하였을 경우, 액면하부의 온도는 액면에 발생한 화염에 의해 액면하부로 열이
전달되는데 화염에 의해 탱크테두리를 통한 열전달, 화염에 의한 액면을 통한 열전달, 화염에 따른 복사열에 의해
열이 전달된다.
0 탱크의 직경이 1m미만인 경우 화염에 의해 열이 탱크의 테두리를 통하여 열이 전달되기 때문에 탱크의 직경이 커질수록
즉 화염과 멀어질수록 열이 덜 전달되기 때문에 연소속도(액면강하속도가) 감소하고,
반면 탱크의 직경이 작아질수록 연소속도가 증가한다.
0 탱크의 직경이 1m이상인 경우, 탱크의 직경에 관계없이 연소속도는 일정한다.
0 이렇듯 탱크내부의 유류화재 발생시 액면하부의 온도분포는 액면하부의 거리에 따라 점점 감소하는데
유류가 경질유일 경우와 중질유일 경우 액면하부의 온도분폰가 다르게 나타나는데
이는 경질유와 중질유의 화재성상, 즉 연소속도가 다르기 때문이다.
0 탱크내부에 저장된 경유는 150-200도, 중유에서 250도 정도이상이 되면 아래와 같은 이상현상이 발생한다.
0 이러한 현상 때문에 중질유화재의 경유, 보일오버와 슬롭오버 등의 현상이 발생한다.
* 그래프 별첨 참조
2. 단일성질액체(경질유)와 다성분액체(중질유) 화재특성
0 단일성분애체(경질유)- 화염의 중심에서 온도 1400-1500 도 정도이며, 아래로 내려갈 수록 온도는 낮아진다.
- 액면에서는 비점이 되고 액체내에서는 서서히 감소한다.
- 액면아래 온도는 처음온도와 비교하여 거의 변동이 적으며 지수함수적으로 감소한다.
0 다성분액체(중질유)
- 원유나 중유에 장시간 화재가 진행되면 유류중 가벼운 성분이 먼저 증발된다.
- 무거운 성분은 계소 축적되어 표면에 층을 이루는 열류층을 형성한다.
- 열류층 온도는 200-300도로 열류층 아래의 열흐름이 생기고 반대방향으로 물질이동이 생긴다.
- 보일오버, 슬롭오버 현상 발생
3. 액면상의 연소확대
0 액온이 인화점보다 높은 경우( 경질유)- 예혼합형전파: 가연성 연소범위내에서 화염은 그 증기층을 통해 전파
- 전파속도:액체온도의 증가에 따라 증가
- 결론: 연소속도가 빠르고 화재 크기의 변화가 작다
0 액온이 인화점보다 낮은 경우(중질유)
- 예열형전파: 액면이 예열된 후 ,점화된후부터 연소확대가 된다
- 표면장력 구동류(그림 별첨참조)
① 중질유에 온도가 상승하면 대류 현상으로 이동 된다
② 중질유에 인화점 이하가 되면 화염이 생기고, 중질유 이동방향과 같은 방향 으로 화염도 이동된다
③ 중질유의 이동 방향까지 화염도 이동 한다
- 화염전파: 표면장력 구동류의 이동속도에 비례해서 화염의 전파 속도가 빨라지고,
또한 전파속도가 빠를 때 화염의 크기가 크게 변화된다, 이와 같은 현상을 맥동적 연소현상이라고 한다
- 결론: 일정시간 가열 후 화재가 발생되고, 화재 때는 액체가 이동하므로 함으로 인하여 화제 크기의 변화가 많다.
석유화재의 성상.hwp