자격증/소방기술사
열유속, 열방출속도, 열전달 종류, 열방출속도 측정(소방기술사 134회 기출)
아이꾸준기술사
2024. 9. 10. 00:53
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열유속, 열방출속도, 열전달 종류, 열방출속도 측정(소방기술사 134회 기출)
1. 개념 및 소방에서의 활용 비교
1) 개념
열유속($\dot{q}''$) | 열방출속도(HRR, Q) |
Heat flux 단위면적당 열흐름률 |
Heat Release Rate 연소를 통해 발생하는 열에너지 |
2) 활용
구분 | 열유속 | 열방출속도 |
활용 | 연소의 지속여부 화염에서 연료표면으로 복사되는 열유속이 열손실보다 커야 열분해 지속 임계열유속이 작아야 연소진행 용이 복사쉴드 쉴드수가 많을수록 반사율이 커지므로 열유속 감소 |
화재규모 결정 - 화재성장곡선 화염높이 결정 alpert correlation 점열원 복사에너지 마감재료의 난연성 |
판단 | 손괴의 정도 판단 | 화재의 크기 판단 |
응용 | 내장재 물품 등 불연화, 난연화 등 |
2. 화재로 인한 열전달의 종류
구분 | 전도 | 대류 | 복사 |
정의 | conduction 열이 고체물진간 이동시 발생 |
convection 유체의 혼합 유동에 의한 열전달 |
radiation 열에너지가 전자기파의 형태로 전달 |
관련식 | Fourier's law $$\dot{q}'' = \frac{k}{L}(T_1-T_2) |
뉴턴의 냉각법칙 $\dot{q}'' = h(T_1-T_2)$ |
스테판 볼츠만 법칙 $\dot{q}'' = \phi\epsilon\sigma T^4$ |
적용 | 고체 물질의 초기 화재의 주된 열전달 Pr |
성장기 화재의 주된 열전달 fire plume ceiling jet flow |
최성기 화재의 주된 열전달 flashover 인접건물 연소확대 |
메커니즘 | 분자간 충돌 ↓ 온도상승 ↓ 분자운동 활발 ↓ 열에너지 전달 |
온도차 부피팽창 ↓ 밀도감소 ↓ 부력 발생 ↓ 열에너지 전달 |
고온의 발열체 ↓ 에너지 준위에 따른 전자기파 방출 ↓ 열에너지 전달 |
3. 열방출속도 결정법
구분 | 직접결정방법 | 간접결정방법 |
개념 | 산소소비원리를 이용한 시험장치 연소시 열방출속도는 가연물의 종류에 관계없이 산소질량에 비례(1kg당 13.1MJ) |
단일자료의 특성치를 이용해 실제 실험없이 계산 복합재료의 열방출속도 계산시 복잡 |
방법 | 시료를 연소시켜 발생하는 연소생성물을 채집 후 변화량 계산(초기 산소량에서 나중 산소량이 얼마나 남았는지) | 화재성장속도 및 열방출속도 계산식으로 결정 |
측정항목 | 평균열방출속도 최대열방출속도 총 방출열량 유효연소열 연기발생 질량감소율 |
화재성장속도 열방출속도 |
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