스몰더링

Smouldering
'스마일더'가 여기로 방향을 바꾼다. 노래는 스몰더(노래)를 참조한다.
바비큐 연탄불의 이글거리는 불씨 속의 불연소

스몰더링(영국식 영어) 또는 스몰더링(미국식 영어; 철자 차이 참조)은 산소가 응축 위상 연료의 표면을 직접 공격했을 때 진화된 열로 지속되는 느리고 연소가 없는 형태다.[1] 석탄, 셀룰로오스, 목재, 목화, 담배, 대마초, 송곳니, 식물 쓰레기, 휴머스, 합성 거품, 폴리우레탄 거품을 포함한 각질 중합체 및 일부 유형의 먼지를 포함한 많은 고형 물질들이 얼룩진 반응을 지속할 수 있다. 섬광 현상의 일반적인 예로는 약한 열원(예: 담배, 단락선)에 의한 지붕이 있는 가구에서의 주택 화재의 개시, 산불의 불붙는 전면 뒤에 있는 바이오매스의 지속적인 연소가 있다.[2]

기초

담배 한 개비.

섬광 연소와 불꽃 연소의 근본적인 차이점은 섬광이 가스 위상이 아닌 고체의 표면에서 발생한다는 것이다. 섬광은 표면 현상이지만 다공성 연료가 흐르도록 스며들 수 있다면 내부로 확산될 수 있다. 섬광 시 방출되는 특성 온도와 열은 불꽃 연소 시 방출되는 온도에 비해 낮다. 섬광은 0.1 mm/s(0.0039 in/s) 정도로 서서히 전파되는데, 이는 고체에 번지는 화염보다 약 10배 느리다. 연소가 약한 특성에도 불구하고 번짐은 상당한 화재 위험이다. 섬광은 타오르는 화재보다 더 높은 수율에서 유독 가스(예: 일산화탄소)를 방출하고 상당한 양의 고체 잔류물을 남긴다. 방출된 가스는 인화성이 있으며 나중에 가스 단계에서 점화될 수 있어 연소 연소로의 전환을 촉발할 수 있다.[3]

스몰더링 소재

NASA의 발포 실험에서 나온 폴리우레탄 폼 샘플.

석탄, 담배, 썩는 나무와 톱밥, 숲 표면(더프)과 지표면의 바이오매스 연료, 면직물 및 끈, 고분자 거품(예: 상피 및 침구 재료)을 포함한 많은 재료가 섬광 반응을 지속할 수 있다. 섬광 연료는 일반적으로 다공성이고, 흐르기 쉬우며, 골재(분자, 곡물, 섬유 또는 세포 구조)에 의해 형성된다. 이 골재들은 연료를 통해 기체가 흐르게 하고 단위 부피 당 큰 표면적을 제공함으로써 산소와 표면 반응을 촉진한다. 그것들은 또한 열절연 역할을 하여 열 손실을 감소시킨다. 현재까지 가장 많이 연구된 재료는 셀룰로오스와 폴리우레탄 거품이다.

얼룩으로 인한 위협

섬광 화재의 특성은 아래에 요약한 바와 같이 거대한 지하 화재나 침묵의 화재 안전 위험의 형태를 취하면서 새로운 차원의 위협이 된다.

  • 1997년 보르네오에서 발생한 화재로 인한 연기와 오염.
    화재 안전: 번짐으로 인해 발생하는 주요 위험은 쉽게 개시될 수 있고(화염을 점화하기에 너무 약한 열원에 의해) 감지하기 어렵다는 사실에서 발생한다. 화재 통계는 주택가 화재 사망의 주요 원인(미국의 화재 사망자 중 25% 이상이 다른 선진국에서도 유사한 수치와 함께 화재 초기 화재에 기인한다)으로서 화재 연소의 규모에 주목한다. 특히 흔한 화재 시나리오는 담배가 장식된 가구 조각을 점화시키는 것이다. 이 발화는 (시간 순으로) 오랜 시간 동안 지속되는 번지는 불길로 이어지며, 위급한 상황이 도래하고 갑자기 불길이 치솟을 때까지 천천히 그리고 조용히 번진다;[4] 번짐으로 인한 화재 위험을 줄이기 위해 내화성 담배가 개발되었다. 중력의 부재가 점화와 번식을 촉진한다고 생각되기 때문에 점멸 연소는 우주 시설(예: 국제 우주 정거장)에 탑재된 화재 안전 문제도 된다.
  • 뉴욕 맨해튼 9.11 테러 이후 더러워진 잔해 더미.
    산불: 삼림지대의 연소가 번지는 것은 타는 연소의 시각적 영향을 미치지 않지만, 산림 생태계에 중요한 결과를 가져온다. 바이오매스 섬광은 화염이 멈춘 후에도 며칠 또는 몇 주 동안 지속될 수 있으며, 이로 인해 많은 양의 연료가 소비되고 대기 중 배출의 세계적인 원천이 될 수 있다.[5] 느린 전파는 난방을[6] 장기화시키고 토양 소독이나 땅바닥의 뿌리, 씨앗, 식물 줄기를 죽이는 원인이 될 수 있다.
  • 지표면 아래 화재: 표면 아래 수 미터 아래에서 발생한 화재는 거대한 규모의 섬광 사건의 일종이다. 탄광, 이탄지, 매립지에서의 지표면 화재는 드물지만, 활동할 때 매우 오랜 시간(월 또는 년) 동안 번질 수 있어 대기 중에 엄청난 양의 연소 가스를 방출하여 대기 질 저하와 그에 따른 건강 문제를 야기한다. 세계에서 가장 오래되고 가장 큰 화재는 수 세기 동안 타오르고 있다.[citation needed] 이러한 화재는 자연 배관망, 균열, 개구부 또는 폐광 갱도를 통해 작지만 지속적인 공기 흐름의 산소에 의해 공급되어 공기가 지표면으로 순환할 수 있게 한다. 높은 연료 가용성과 함께 지하의 열 손실 감소와 높은 열 관성은 장기간 섬광 연소를 촉진하고 서서히 그러나 광범위한 전파를 가능하게 한다. 이러한 화재는 감지하기 어렵고 진화를 위한 대부분의 노력을 좌절시킨다. 1997년 보르네오에서 발생한 극적인 피아트랜드 화재는 지표면 아래 번지는 화재가 경제적, 사회적, 생태학적 영향이 큰 세계적인 위협으로 인식되도록 했다.[7] 2006년 여름 보르네오 피트의 화재는 다시 일어났다.[8]
  • 세계무역센터 잔해: 2001년 9월 11일 트윈타워의 공격과 화재, 그리고 그 후 붕괴가 있은 후, 현장에 남겨진 거대한 파편 더미(180만톤)가 5개월 이상 그을렸다.[9] 잔해 대부분이 제거될 때까지 진화하려는 소방관들의 시도에 저항했다. 기체 및 공기 분해 제품이 비상 근무자의 건강에 미치는 영향은 컸다.[10]

유익한 애플리케이션

번질 연소는 몇 가지 유익한 응용이 있다.

  • 바이오차(Biochar)는 바이오매스의 섬광 및/또는 열분해로부터 생산되는 숯이다. 대기 중의 CO2 농도를 낮추는 단기 해결책이 될 가능성이 있다. 숯은 안정적인 고체로 탄소 함량이 풍부해 토양에 탄소를 잠그는 데 사용할 수 있다. 나무와 농업 폐기물의 자연 분해와 연소는 대기에 많은 양의 CO를2 방출하는 데 기여한다. 바이오차르(biochar)는 이 탄소 함량의 일부를 땅속에 저장하는 데 사용될 수 있으며, 동시에 지구에서의 그것의 존재는 토양 생산성을 증가시킨다. 바이오차르에는 에너지 생산을 위한 탄소 음극 적용이 있다.
  • 산불 관리에서, 점멸 제어 화상은 느린 전파 속도로 천연 연료의 얕은 층을 줄이는 데 사용될 수 있다.[11] 이러한 화재는 매우 얕은 층에 보관할 때 두 가지 이점을 가진다: 그것들은 통제하기 쉽고 숲의 받침대에 거의 손상을 주지 않는다.
  • 타이어의 얼룩은 타르와 에너지를 동시에 생성하여 타이어의 재활용을 촉진한다.
  • 현장에서 석유 현장의 연소는 전통적인 추출 방법이 비효율적이거나 비용이 너무 많이 드는 것으로 판명될 때 석유 회수를 위해 점점 더 많이 사용된다.
  • 현장에서는 토양오염에 대한 새로운 교정기술로서 스모더링 연소가 모색되고 있다.[12]

참고 항목

참조

  1. ^ http://fire.nist.gov/bfrlpubs/fire02/art074.html T.J.의 "흡연 연소" Ohlemiller, SFPE Handbook of Fire Protection Engineer(3판), 2002년
  2. ^ G Rin, 과학기술의 연소현상, 화학공학의 국제검토, 페이지 3-18, 2009 http://hdl.handle.net/1842/2678
  3. ^ http://fire.nist.gov/bfrlpubs/fire02/art074.html T.J.의 "흡연 연소" Ohlemiller, SFPE Handbook of Fire Protection Engineer(3판), 2002.
  4. ^ J. R. Hall, 2004, 미국 캘리포니아주 퀸시 국립화재보호협회 화재분석연구부. 2004년 11월.
  5. ^ I.T. Bertschi, R.J. Yokelson, D.E. Ward, R.E. Babbitt, R.A. Susott, J.G. Goode, W.M. Hao, 2003, Trace gas and particle emissions from fires in large diameter and belowground biomass fuels, Journal of Geophysical Research 108 (D13), pp. 8.1-8.12.
  6. ^ G. Rein; N. Cleaver; C. Ashton; P. Pironi; J.L. Torero (2008). "The Severity of Smouldering Peat Fires and Damage to the Forest Soil". Catena. 74 (3): 304–309. doi:10.1016/j.catena.2008.05.008. hdl:1842/2480.
  7. ^ S.E. 페이지, F. 지거트, J.O. 리에리, H.D.V.봄, A.자야, S.리민, 2002, 1997년 인도네시아에서 피트와 산불에서 배출된 탄소의 양, 네이처 420, 페이지 61-61.
  8. ^ 산불은 인도네시아와 2006년 10월 6일 가디언에 비극을 불러온다. http://environment.guardian.co.uk/waste/story/0,,1889323,00.html
  9. ^ J. 수염, 그라운드 제로의 화재는 여전히 타오르고 있고 뉴사이언티픽, 2001년 12월 3일.
  10. ^ J.D. 플레일, W.E. 펑크, SM. 래퍼포트, 2006, 다순환 방향족 탄화수소 프로파일, 환경 과학 기술 40(2006) 1172-1177로 표시된 세계 무역 센터 잔해 화재로부터의 잔류 실내 오염.
  11. ^ H.H. 비스웰, 캘리포니아 와일드랜드 식물 관리 규정(University of California Press, Berkeley, 1989년)
  12. ^ P 피로니, C 스위처, G 라인, JI 게르하르트, JL 터프로, 퓨엔테스, 불활성 매체에서의 석탄타르의 교정조치에 대한 소규모 전방 섬광 실험, 연소 연구소 32(2), 페이지 1957-1964, 2009. [1]

외부 링크