CO₂에 의한 층류 확산화염의 소화기구에 관한 정량적 분석

A Quantitative Analysis on the Extinguishing Mechanism of Laminar Diffusion Flames by CO₂

대표적 가스계 소화약제인 <TEX>$CO_2$</TEX>의 소화기구(Extinguishing mechanism)를 재조명하기 위하여, <TEX>$CH_4$</TEX>/air 저 신장율 대향류 확산화염을 대상으로 <TEX>$CO_2$</TEX>가 소화에 미치는 영향에 대한 수치해석이 수행되었다. 부력이 지배적인 화염의 소화현상은 복사 열손실에 의해 큰 영향을 받기 때문에, 소화농도 예측에 대한 복사모델의 성능평가가 우선적으로 이루어졌다. 주요 결과로서, 공기류에 첨가된 <TEX>$CO_2$</TEX>의 소화농도는 복사모델이 고려되지 않은 경우 과다 예측되는 반면에, 간략화된 광학적으로 얇은 근사(Optically thin approximation) 모델과 비교적 높은 정확도를 갖는 좁은 밴드(Statistical narrow band) 모델은 실험의 오차범위 내에서 큰 차이를 보이지 않았다. <TEX>$CO_2$</TEX>가 소화에 미치는 순수 희석효과, 희석에 의한 복사효과, 화학적 효과 및 열적효과를 정량적으로 분석하기 위하여 가상의 소화약제의 개념을 도입하였다. 이를 통해 화염의 총괄신장율에 따른 <TEX>$CO_2$</TEX> 소화효과에 대한 구체적인 이해가 시도되었다.