소방설비산업기사(기계) 열 및 연기의 유동의 특성 — 기체 법칙·연소량 계산

압력이 일정할 때 기체의 부피는 온도에 비례한다는 법칙은 샤를의 법칙이다. 보일의 법칙은 온도가 일정할 때 압력과 부피의 관계를 다루므로 조건이 다르다. 밀도, 비열, 증기압은 온도가 변하면 함께 변하는 성질이지만, 만유인력은 질량과 거리로 정해지는 힘이라 절대온도와 관계가 없다.

연소에 필요한 산소량은 화학량론 비로 잡는다. 수소 1kg을 완전연소시키는 데 필요한 산소는 8kg이다. 공기 1kg 속 산소의 몰수는 질량비 23%를 산소 분자량 32로 나누어 약 7.19mol이 된다. 메탄이 공기 중에서 연소하는 범위는 5vol%에서 15vol% 사이다.

혼합기체의 폭발하한계는 성분마다의 부피비와 그 성분 폭발한계의 역수를 이용해 계산한다. 메탄 80%, 에탄 15%, 프로판 4%, 부탄 1%의 혼합기체라면 메탄 5vol%, 에탄 2vol%, 프로판 2vol%, 부탄 1.8vol%를 각각의 역수로 받아 넣는다.

고체연료의 연소형태는 증발연소, 분해연소, 표면연소로 나뉘고 예혼합연소는 기체 연소의 특성이라 고체연료 구분에는 들지 않는다. 코크스나 금속분은 표면에서 타므로 표면연소다. 불꽃이 붙은 뒤 점화원을 떼었을 때부터 불꽃을 올리지 않고 연소하는 상태가 그칠 때까지 걸린 시간은 잔진 시간이며, 난연성을 평가하는 지표가 된다.

발화의 전기적 열원에는 저항열, 정전기, 아크가 있다. 전선피복은 전선을 보호하는 재질일 뿐 열을 내는 원인이 아니므로 전기적 열원에 넣지 않는다.