이성분계 가스계소화약제 소화성능의 컵버너실험 및 이론적 고찰

Fire Extinguishing Ability of Binary Gaseous Extinguishing Agents Evaluated by Cup Burner and Numerical Studies

할론 1301과 같은 바람직한 물성을 갖고 있는 새로운 소화약제를 찾고자 하는 노력은 아직까지 이렇다 할 성공을 거두지 못했다. 대체 가스계 소화약제 개발을 위한 하나의 접근방법으로 최근 주목을 받고 있는 이성분계 복합가스계소화약제를 연구하기 위해서는 불활성기체에 기존 가스계소화약제를 혼합하여 여러 조성에 대해 소화농도를 결정해야 하는데 이러한 과정은 많은 비용과 시간을 필요로 한다. 본 연구에서는 질소를 기본으로 HFC 125와 HFC 227ea를 각각 혼합하여 혼합물의 소화약제의 농도를 농도비를 달리하며 컵버너 방법을 이용하여 측정하였다. 복합소화약제의 각각의 소화농도는 HFC 가스계소화약제의 농도가 증가함에 따라 모두 낮아지는(즉 소화력이 향상되는) 경향을 보였는데, 이론적으로 계산된 값과의 일치도도 높았으며, 소화효과 측면에서 질소와의 상승효과를 나타내었다. 본 연구에서 검증된 이성부계 소화약제의 물리 화학적 소화효과의 모델링을 통해 소화농도를 추정하는 방식은 이성분계 복합가스계 소화약제의 전체 성능예측에 필요한 실험 횟수를 줄이는데 도움이 될 것이다.

The search for a new fire-extinguishing agent with all the desirable properties of halon 1301 has not been successful. To study binary gaseous extinguishing agents instead, one has to determine the extinguishing concentrations for several compositions of a given chemical in an inert gas. This process is expensive and time consuming. The fire suppression efficiencies of gas mixtures of HFC 125 and HFC 227ea with nitrogen as total flooding agents were studied by cup burner method. It was shown that addition of small amounts of those extinguishants to nitrogen can enhance the suppression effectiveness of the inert gas. As expected, the degree of synergism was highest at low concentrations of the chemical. For each binary system, extinguishing concentrations of the pure compounds and one binary data were used to predict the extinguishing concentrations for the entire range of binary composition. The predicted values were very close to experimental data.