소방설비산업기사(전기) 연소생성물과 특성 — 완전연소 생성물과 연소범위

연소의 구비조건은 가연성 물질, 산소, 점화원 세 가지다. 여기에 연쇄반응을 더하면 연소의 사면체가 된다. 착화온도는 물질이 지닌 고유한 속성이라 구비조건에 끼지 않는다. 세 요소를 항목에 하나씩 대응시키는 문제에서는 나무가 가연물, 산소가 조연물, 불꽃이 점화원이 된다. 산화열은 연소의 결과이고, 질소와 헬륨은 소화나 억제에 쓰이는 불활성 기체다.

생성물은 연소가 얼마나 완전했는지에 따라 두 갈래로 나뉜다. 산소가 충분한 완전연소에서는 탄소가 이산화탄소로, 수소가 물로 바뀐다. 산소가 모자란 불완전연소에서는 일산화탄소와 그을음이 함께 생긴다. 어느 쪽이든 산소 자체는 생성물이 아니라 반응물이다.

폭발범위는 가연성 가스와 공기의 혼합가스에 점화원을 주었을 때 폭발이 일어날 수 있는 가스의 용량(체적)% 범위다. 질량%로 표시하지 않으며, 폭굉은 폭발과 다른 현상이라 용어를 바꿔 쓸 수 없다.

연소범위는 상한과 하한을 가진 체적농도 개념으로 가스 종류마다 고유값을 갖지만, 온도와 압력 같은 환경 조건에 따라서도 변한다. 고압에서는 범위가 넓어지는 경향이 있으므로 압력과 무관하다는 설명은 성립하지 않는다.

연소 형태는 공기와 섞는 시점으로 갈린다. 연소 전에 가연성 기체와 공기를 미리 혼합해 두면 예혼합연소이고, 섞지 않은 채 공기와 만나는 면에서 타면 확산연소다. 확산연소는 접촉면에서만 반응해 연소가 불충분해지기 쉽고 바람 같은 외기의 영향을 많이 받는다.

불꽃연소는 기화한 가연성 가스가 가연물 표면에서 타는 연소로, 산화반응 속도와 발열량이 작열연소보다 크고 연쇄반응을 수반한다. 가연물 내부에서 격렬하게 타는 현상은 불꽃연소의 특성이 아니다.

가연물 목록에서 산소를 빼는 감각도 필요하다. 수소·메탄·암모니아는 스스로 타지만 산소는 타는 쪽이 아니라 돕는 쪽이므로 가연성 물질로 분류하지 않는다.