[논문]타올에 흡착된 반건성유인 옥수수유의 자연발화에 대한 실험적 연구

김경수; 최유정; 유삼열; 정필훈; 최재욱

doi:10.15683/kosdi.2022.9.30.574

타올에 흡착된 반건성유인 옥수수유의 자연발화에 대한 실험적 연구
Experimental Study on the Spontaneous Ignition of Corn Oil Adsorbed on Towels 원문보기

한국재난정보학회논문집 = Journal of the Society of Disaster Information, v.18 no.3 = no.57, 2022년, pp.574 - 580

김경수 (Department of Fire Protection Engineering, Pukyong National University) , 최유정 (Department of Fire Protection Engineering, Pukyong National University) , 유삼열 (Division of Architectural and Fire Protection Engineering, Pukyong National University) , 정필훈 (Department of Industrial Safety Engineering, Korea Soongsil Cyber University) , 최재욱 (Department of Fire Protection Engineering, Pukyong National University)

초록
AI-Helper

연구목적: 옥수수유는 반건성유로서 불건성유보다 이중결합의 수가 많고 산소와 결합하기 쉬우므로 자연발화의 조건이 충족되면 적은 양으로도 가연성 물질에 흡착될 경우에는 자연발화가 쉽게 발생된다. 또한 최근 자연발화의 원인 중 산화열에 의해 기름이 묻은 헝겊 등에 의한 사고가 늘어나고 있다. 그러므로 65℃에서 타올의 매수와 옥수수유의 양에 따른 자연발화의 특성을 파악하고자 한다. 연구방법: 실험온도를 65℃로 설정한 후 타올 한 장당 25ml, 50ml, 75ml에 해당하는 옥수수유를 분사시킨 후 시료의 중심 온도가 설정된 온도보다 상승하고, 타올이 연소로 인해 탈 경우에는 발화로 판정하였으며, 시료의 중심 온도가 설정된 온도와 유사할 경우에는 비발화로 판정하였다. 연구결과: 옥수수유를 타올 한 장 당 25ml씩 골고루 분포시킨 후 실험을 한 결과 타올이 5장 일 때는 비발화되었으며, 타올이 10장, 15장일 때는 발화되었다. 또한 옥수수유를 타올 한 장 당 50ml, 75ml씩 사용하여 실험한 결과 타올이 5장, 10장, 15장일 때 자연발화가 발생되었다. 결론: 옥수수유가 적은 양으로도 자연발화의 조건을 충족하면 화재가 발생할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: As corn oil is semi-drying oil, it has more double bonds than non-drying oil and is easier to combine with oxygen. In addition, among the causes of spontaneous ignition, accidents caused by oil-soaked cloths due to oxidative heat are gradually increasing. Therefore, the purpose of this study is to understand the characteristics of spontaneous combustion according to the number of towels and the amount of corn oil at 65℃. Method: After setting the test temperature to 65℃, 25ml, 50ml, 75ml of corn oil per towel was sprayed. The central temperature of the sample rises above the set temperature. It was determined, and when the central temperature of the sample became similar to the set temperature, it was determined as non-igniting. Result: After evenly distributing 25ml of corn oil per towel, as a result of the experiment, 5 towels did not ignite, and 10 and 15 towels ignited. Also, as a result of an experiment using 50ml and 75ml of corn oil per towel, spontaneous ignition occurred when the number of towels was 5, 10, or 15 sheets. Conclusion: Even a small amount can cause a fire if the conditions for spontaneous ignition are met.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Relation between heat generation and temperature in spontaneous ignition
그림 Fig. 2. Experimental apparatus for spontaneous ignition
그림 Fig. 3. Relationship between temperature and time when the amount of corn oil is 25ml
그림 Fig. 4. Relationship between temperature and time when the amount of corn oil is 50ml
그림 Fig. 5. Relationship between temperature and time when the amount of corn oil is 75ml

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구는 세탁물에 남은 오일류의 건조 과정에서 발생할 수 있는 화재의 위험성을 밝히기 위하여 반건성유인 옥수수유를 흡착한 타올을 활용하여 실험적으로 자연발화되는 위험성을 파악하고자 하였다.

제안 방법

시료의 중심 온도가 설정된 온도보다 상승하고, 타올이 연소로 인해 탈 경우에는 발화로 판정하였으며, 시료의 중심 온도가 설정된 온도와 유사할 경우에는 비발화로 판정하고 1회의 실험을 종료하였다.
자연발화의 다양한 원인 중 기름이 묻은 헝겊 등 산화열에 의한 자연발화에 관한 위험성을 판단하기 위하여 많이 사용되는 건조기의 사용온도인 65℃에서 반건성유인 옥수수유를 사용하여 타올의 매수에 따른 자연발화 현상을 통하여 얻은 결론은 다음과 같다.

대상 데이터

Fig. 3은 타올 한 장에 반건성유인 옥수수유 25ml를 스프레이 건을 이용하여 도포시킨 후 타올 5장, 10장, 15장을 실험한 결과를 나타내었다. 타올이 5장인 경우에는 49시간 12분에 설정온도에 도달하여 최고온도 72시간 54분까지 도달하였으나 비발화되었다.
본 연구에 사용된 시료는 주) S타올에서 제조되고, 크기가 가로 40cm, 세로 75cm(108.5g)인 흰색 타올을 사용하였다. 오일의 경우에는 주)H에서 제조된 요오드가가 103 이상 125 이하인 반건성유로 분류되는 옥수수유를 사용하였다.
5g)인 흰색 타올을 사용하였다. 오일의 경우에는 주)H에서 제조된 요오드가가 103 이상 125 이하인 반건성유로 분류되는 옥수수유를 사용하였다.

이론/모형

열 발화 이론은 고체에 대한 자연발화의 경우에는 Frank-Kamenetskii의 열 발화 이론을 적용하며, 액체에 대한 자연발화의 경우에는 Semenov의 열발화 이론을 적용한다.

성능/효과

(1) 옥수수유를 타올 한 장당 25ml씩 골고루 분포시킨 후 타올 5장에 관한 자연발화 실험을 한 결과 49시간 12분이 경과하였을 때 설정온도에 도달하였으며, 설정온도보다 8℃ 정도 상승하였지만 비발화 되었다. 타올이 10장일 때 57시간 48분일 때 설정온도에 도달하였으며, 최고온도 65시간 6분에 579℃를 기록하였다.
(2) 옥수수유를 타올 한 장당 50ml씩 골고루 분포시킨 후 타올 5장에 관한 자연발화 실험을 한 결과 49시간 12분이 경과하였을 때 설정온도에 도달하였으며, 52시간 48분에 최고온도인 624.3℃를 기록하였다. 타올이 10장일 때 56시간 30분일 때 설정온도에 도달하였으며, 타올이 15장일 때에는 70시간 54분에 설정온도에 도달하였다.
(3) 옥수수유를 타올 한 장당 75ml씩 골고루 분포시킨 후 실험을 한 결과 타올이 5장, 10장, 15장일 때 모두 발화되었으며, 타올의 양이 증가할수록 설정온도에 도달하는 시간이 길어졌다.
(4) 주위온도가 설정온도보다 높게 상승하는 것은 발화로 인하여 타올이 연소됨으로서 시료용기의 온도가 외부로 열전달이 발생되어 약 200~300℃ 높게 기록되어 졌다.
(5) 반건성유인 옥수수유는 불건성유보다 탄소의 이중결합 수가 많고 공기 중의 산소와 결합하기 쉽기 때문에 불건성유보다 쉽게 발화가 발생할 수 있다.
타올이 15장일 경우에는 실험이 시작된 후 온도가 서서히 상승하여 70시간 48분에 설정온도에 도달하였으며, 75시간 24분에 최고온도인 420℃를 기록하였다. 또한 발화로 인하여 주위온도의 경우에도 237℃까지 상승하였으며, 타올에 흡착된 옥수수유가 연소된 후 온도가 서서히 낮아지는 것을 확인하였다.
또한 옥수수유의 경우에는 제 4류위험물 중 식물유에 속하며, 불포화도가 불건성유에 비하여 높기 때문에 공기 중 산소와 쉽게 결합되어 불건성유 보다 적은 양의 옥수수유가 흡착되어도 발화가 일어난다. 또한 시료의 매수가 많아질수록 열의 축적이 용이함으로 자연발화의 발생 가능성이 높아지는 것으로 판단된다.

참고문헌 (12)

Byun, S.H., Choi, Y.J., Jeong, J.H., Choi, J.W. (2021). "Study on the risk assessment of spontaneous ignition and of perilla oil cakes associated activation energy." Journal of Fire Science and Engineering, Vol. 35, No. 2, pp. 1-8.
Chavan, D., Manjunatha, G.S., Periyaswami, L., Kumar, S., Kumar, R. (2022). "Estimation of spontaneous waste ignition time for prevention and control of landfill fire." Journal of Waste Management, Vol. 139, pp. 258-268.
Choi, J.W., Jeon, S.G. (2018). Fire Protection Safety Engineering, HwaSuMok, Seoul.
Choi, Y.J., Kim, J.H., Choi, J.W. (2017). "A study on the spontaneous ignition characteristics and fire risk of commercial wood pellets." Korean Journal of Chemical Engineering, Vol. 55, No. 5, pp. 623-628.
Font, R. (2022). "Analysis of spontaneous ignition of grass: Chemical oxidation and water vapor sorption." Journal of Fire Technology, Vol. 58, pp. 1363-1390.
Incheonilbo, http://www.incheonilbo.com/news/articleView.html?idxno1075164.
Kim, K.S., Choi Y.J., Choi J.W. (2022). "An experimental study on the spontaneous ignition of flaxseed oil and olive oil adsorbed on towels." Journal of the Society of Disaster Information, Vol. 18, No. 2, pp. 324-332.
Korean Fire Protection Association, https://www.kfpa.or.kr.
Lee, H.P., Park, Y.J. (2018). Combustion Engineering, HwaSuMok, Seoul.
Lee, K.J. (2020). "A strategy of smart city growth through social and living lab." Journal of the Society of Disaster Information, Vol. 16, No. 2, pp. 291-298.
Ryu, J.W., Choi, J.W. (2013). Chemistry of Hazardous Materials, Vision Communication, Jeollabuk-do.
Yang, L., Sheng, J. (2019). "Feasibility of using the frank - Kamenetskii theory to predict the spontaneous ignition of the crude oil - Sand mixture." Journal of Energy & Fuel, Vol. 33, No. 6, pp. 4816-4825.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증