폭발 한계

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폭발 한계(Explosive Limit 또는 Flammability Limit)는 가연성 기체나 증기가 공기 또는 산소와 혼합되었을 때, 점화원에 의해 폭발 또는 연소가 일어날 수 있는 농도 범위를 말합니다. 이 범위는 다음과 같이 두 가지 한계값으로 구성됩니다.

• 폭발 하한계(Lower Explosive Limit, LEL): 공기 중에서 점화원에 의해 착화되어 화염이 전파될 수 있는 가연성 가스 또는 증기의 최소 농도입니다. LEL보다 낮은 농도에서는 가연성 물질의 양이 너무 적어 연소가 지속되지 않습니다.
• 폭발 상한계(Upper Explosive Limit, UEL): 공기 중에서 점화원에 의해 착화되어 화염이 전파될 수 있는 가연성 가스 또는 증기의 최대 농도입니다. UEL보다 높은 농도에서는 산소의 양이 부족하거나 가연성 물질의 농도가 너무 높아 연소가 일어나기 어렵습니다.

폭발 한계는 가연성 물질의 종류, 온도, 압력 등에 따라 달라집니다.

• 온도: 온도가 상승하면 일반적으로 폭발 하한계는 낮아지고, 폭발 상한계는 높아져 폭발 범위가 넓어집니다.
• 압력: 압력이 증가하면 일반적으로 폭발 범위가 넓어집니다. (단, 일산화탄소(CO)는 예외적으로 좁아집니다.) 탄화수소의 경우 폭발 하한계는 압력 증가에 따라 증가하다가 10~20기압에서 최대가 되고, 그 이상에서는 다시 작아지는 경향을 보입니다. 폭발 상한계는 일반적으로 압력 상승에 따라 증가합니다.
• 혼합 가스: 혼합 가스의 경우, 각 성분의 폭발 한계를 이용하여 전체 혼합 가스의 폭발 한계를 계산할 수 있습니다.

폭발 한계는 '폭발 범위' 또는 '연소 범위'라고도 불립니다. 폭발 한계는 안전 관리 측면에서 매우 중요한 정보입니다. 폭발 위험이 있는 환경에서는 가연성 물질의 농도를 폭발 한계 밖으로 유지하여 폭발 사고를 예방해야 합니다.