1. 서론
2. 실험장치 및 실험방법
2.1 시료
2.1.1 목재 및 목분시료
Table 1
Specifications | Radiata pine dust |
---|---|
C [wt%] | 49.63 |
H [wt%] | 6.20 |
N [wt%] | 0.08 |
S [wt%] | 0 |
O [wt%] | 44.09 |
True specific gravity, Sp [-] | 1.43 |
Table 2
Specimens | Particle Size Distribution | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
2.0 mm | 1.0 mm | 500 μm | 200 μm | 180μm~ | total | |
Weight (g) | 2.9 | 24.7 | 19.4 | 2.1 | 0.9 | 50 |
Distribution (%) | 5.8 | 49.4 | 38.8 | 4.2 | 1.8 | 100 |
Humidity(%) | 10.24 (80°C, 72H dry) |
2.2 실험장치
2.2.1 CAF 발생과 발포율 측정장치
2.2.2 소화성능 축소모형 실험장치
2.3 실험방법
2.3.1 목재 축소모형 소화성능실험
2.3.2 목분 축소모형 소화성능실험
3. 실험결과 및 고찰
3.1 목재의 축소모형 소화성능
3.1.1 연소와 소화성능
3.1.2 CAF의 투입량과 증발량
3.1.3 소화시 냉각속도
3.1.4 소화 시 유출율(Overflow %)
3.2 목분의 축소모형 소화성능
3.2.1 훈소연소와 소화성능
3.2.2 CAF의 투입량과 증발량
3.2.3 소화시 냉각속도
3.2.4 소화 시 유출율(Overflow %)
4. 결론
(1) 목재 시료의 평균 최고 상승 온도는 937.2°C이고, 평균 소요시간은 2.2 min이었으며, 연소에 의한 평균 질량 감소는 45.6%였다. 목분 시료의 훈소 연소상태에서 평균 최고 상승 온도는 512.3°C이고, 평균 소요시간 28.3 min이었으며, 연소에 의한 평균 무게 감소는 48.6%였다.
(2) A급 가연물인 목재와 목분을 대상으로 한 소화성능 축소모형 실험장치를 적용한 실험에서 합성계면활성제 압축공기포 소화약제는 발포율에 관계없이 화염 소화효과 및 냉각효과가 탁월하였으며, 재발화는 발생하지 않았다.
(3) 목재시료의 축소모형 소화성능 실험에서 압축공기포 투입량은 발포율 5.5일 때 1777.3 g, 19.8일 때 396.6 g으로 감소하였으며, 증발율은 발포율 5.5일 때 2.70%, 19.8일 때 39.96%로 증가하였다. 이는 발포율이 낮을 때에는 수분증가의 영향으로, 발포율이 높을 때는 점착성 증가의 영향 때문이다.
(4) 목분시료의 축소모형 소화성능 실험에서 압축공기포 투입량은 발포율 4.9일 때 1228.5 g, 20.6일 때 275.1 g으로 감소하였으며, 증발율은 발포율 4.9일 때 1.29%, 20.6일 때 1.85%로 거의 변화가 없었다. 목분의 경우 공극율이 작아 목재에 비해 압축공기포가 흘러 내리는 양이 감소하였으며, 증발율 감소는 훈소온도가 비교적 낮고 직접화염에 의한 수분증발이 적었기 때문이다.
(5) 소화시 냉각속도는 목재의 경우 발포율 5.5에서 170,3°C/min, 발포율 19.8에서 48.8°C/min로 냉각속도가 빨랐다. 발포율이 낮을수록 소화 후 냉각하는 데 걸리는 시간이 짧고 냉각속도도 빨랐다. 목분의 경우 발포율 4.9에서 48.7°C/min, 20.6에서 30.2°C/min로 비교적 완만하게 감소하였다. 소화성능은 모두 발포율이 클수록 감소하였는 데 이는 압축공기량 증가와 수분의 감소영향 때문이다.
(6) 소화시 유출율(Overflow %)은 목재의 경우 발포율이 5.5일 때 35.49%, 19.8일 때 8.17% 이었으며, 목분의 경우 발포율이 4.9일 때 51.60%, 20.6일 때 0%로 편차가 컸다. 소화시 유출율은 공극율의 영향이 가장 크며, 발포율이 낮은 경우 수분영향이 커서 유출율이 높았고, 발포율이 높은 경우 점착성 증가로 유출율이 낮았다.
(7) 본 축소모형 소화성능 실험 연구를 통하여 목재의 표면화재 뿐만 아니라 입자상 물질인 목분의 훈소연소 상태에서도 합성계면활성제 포소화약제 압축공기포가 확실한 소화성능을 발휘함을 확인하였으며, 가연성 입자상물질의 화재시에도 적용이 가능함을 확인하였다.