기계를 사용하면서 발생하는 마찰열은 어느 정도?
기계를 사용하다보면 온도가 올라가면서 좀 미지근하다고 느껴지는 경우가 있는데 이러한 마찰열로 인해 화재까지 발생한다고 하는데 어느 정도. 마찰이 일어나야 하는 건가요?
안녕하세요
마찰열은 마찰로 인해 분자들이 충돌하며 서로 상호작용을 하며 열이 발생하는데요
물체의 종류와 상황에 따라 조건이 달라지게 됩니다.
금속 부품 같은 경우에는 빠르게 열을 전도하지만 열이 빠르게 발산되지 않으면 부품온도가 급격히 상승할 수 있습니다.
예를들어 베어링 같은 경우에는 베어링에 이물질이 들어가거나 윤활이 제대로 되지않아 마찰이 증가하게 되면 베어링 열이 주변 부품에 전달되어 발화점 도달시 화재가 발생할수 있습니다.
이를 방지하기 위해서는 주기적인 유지보수에 신경을 써야합니다.
안녕하세요 기계공학 전문인 박성수 전문가입니다.
마찰열은 기계 작동함에 따라 자연스러운 결과입니다. 하지만 마찰에 의해 온도가 인화점 이상으로 상승하고 주변에 가연성 물체가 있으면 화재가 발생할 확률이 높아지겠죠? 예를 들면 마찰열로 인하여 기계 부품의 온도가 300도 이상으로 가열된 상태에서 주변에 먼지, 종이 등이 있으면 화재가 발생할 것입니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
기계를 사용하면서 마찰열이 발생하는 것은 자연스러운 현상입니다. 기계의 움직이는 부품들이 서로 마찰하면서 운동 에너지가 열 에너지로 전환되기 때문이죠 미지근하다고 느끼는 정도는 정상적인 작동 과정에서 발생하는 열일수있습니다.
하지만 이 마찰열이 과도하게 발생하거나 제대로 발산되지 못하고 축적되면, 고온 과열 상태가 되어 화재로 이어질수있습니다.
화재가 발생할수있는 마찰열의 온도는 일률적으로 어느 정도와 마찰이라고 정의하기 어렵고, 여러 복합적인 요인에 따라 달라집니다. 주요 요인들은 다음과같습니다.
발화점 : 주변에 어떤 가연성 물질이 있느냐가 중요합니다. 예를들어, 오일, 윤활유, 먼지, 고무, 플라스틱 등 가연성 물질의 발화점(불이 붙는 최저 온도)에 도달하면 화재가 발생할수있습니다. 일반적인 기계 소재에 변형이 일어날수있는 온도는 약 300도 정도로 보기도 합니다.
마찰열 축적 : 마찰열은 발생량뿐만 아니라, 기계 본체의 열용량, 열전달 특성, 주변 환경(분위기)등에 의해 온도가 크게 영향을 받습니다. 베어링 처럼 회전하는 부품과 지지 구조 간에 마찰이 발생하면 고열(마찰열)이 발생하며, 이는 부품이 고착되는 고장을 유발하기도 합니다.
비정상적인 마찰 : 기계 시스템에서 비정상적인 마찰(예:윤활불량, 부품의 비정상적인 접촉, 과도한 부하)은 과도한 에너지를 발생시키고, 이것이 발화 원인이 될수있습니다. 예를들어, 브레이크가 장시간 연속적으로 작동하면 마찰열이 축적되어 고온 과열될수있습니다. 전기 배선도 금속체와 마찰을 일으켜 절연 피복이 손상되면 아크를 일으켜 화재가 발생하기도 합니다.
결론적으로 단순히 어느정도 마찰이라기보다는 지속적으로 발생하는 비정상적인 마찰이 충분히 축적되어 주변 가연물의 발화점에 도달하고, 동시에 열이 제대로 발산되지 않을때 화재 위험이 높아집니다. 따라서 기계 운용 시에는 윤활 관리, 정비, 그리고 주변의 가연성 물질 관리 등을 철저히 하여마찰열에 의해 화재를 예방하는것이 중요합니다.
기계를 사용하면 마찰에 의해 열이 발생하는 것은 일반적입니다. 마찰 열은 사용되는 기계나 장비의 종류, 작동 조건, 그리고 사용 환경 등에 따라 다를 수 있습니다. 보통 마찰 열로 부품이 마모될 수는 있겠지만 화재까지 쉽게 일어나진 않겠습니다. 화재가 일어난다면 기계 주변에 발화물질을 놓았을 경우가 유력하다고 생각됩니다.
보통 기계에 적용되는 소재에 열이 가해져서 변형이 일어날 수 있는 온도 정도가 되어야 하기 때문에 300도 정도의 온도로 봅니다. 하지만 이 마찰열에 의해서 주변에 열이 전달될 경우 그 것보다 낮은 온도에서도 화재가 발생할 수 있습니다.