글쓴이 : SOONDORI
네이처紙 2022년 기사에서,
“… 화염이 점화 지점에서 거의 방사형으로 확산되면서 더 차가운 주변 공기를 더 따뜻한 화재 중심부로 끌어들여 동압 저항을 경험하게 됩니다. 안쪽으로 기울어진 화염으로 구성된 화재 전선은 하강 기류 영역으로 둘러싸여 있습니다. (생략) 화재 외부에서 발생하는 와류관은 안쪽으로 나선형을 그리며 화재 전선에서 더 얇아져 더 높은 와류를 발생시킵니다. 이러한 와류관은 연료층 근처에서 방사형으로 바깥쪽으로 향하는 속도를 유도하는 순환 구조로 구성되어 있으며, 이는 고온 가스를 바깥쪽으로 밀어내 화재 확산을 유발합니다. 더욱이, 이러한 순환 구조는…” (표제부 사진 포함 출처 : Investigating the turbulent dynamics of small-scale surface fires
열 순환과 와류에 의한 원형 화염의 형태 변화 내지 반경의 확산은, 그런가 보다 함. 그보다는… 화염 형상화에 빛을 사용하고 있다는 점이 특이하다.
‘입자 영상 속도 측정법(Particle Image Velocimetry)’으로 언급된 방법론은 적외선 카페라와 작은 실사 카페라를 높은 탑 위에 배치하고 위에서 아래로 영상을 찍되, 불꽃 안에 ‘트레이서 파티클(Tracer Particle) 즉, 불에 연소되지 않으면서 급격한 공기 흐름이나 다름없을 화염 속에서 부유하는 작은 입자를 뿌리고 그것을 시각적으로 추적하는 것.
(출처 : https://www.dantecdynamics.com/solutions/fluid-mechanics/particle-image-velocimetry-piv/measurement-principles-of-piv/)
격벽 공간 내 먼지에 의한 광원 산란도를 계수화하는, 흔한 PM 센서의 동작 원리와도 엇비슷함. 그리고 이런 간접적인 측정 방법은, OZ의 마법사에서 따온 도로시 즉, 작은 부유체를 토네이도에 뿌리고 그것의 동적 움직임을 시각화한다는… 영화 ‘트위스터(*)’에서도 사용된 바 있다. 그쪽 발상은 RF 능동형이라지만.
* 아마 친구들과 극장에서 봤던 듯? 매우 재미있었던 빈치지 영화. 도로시로 불리운 센서 구체가 3차원 공간 상의 변위를 감지하고 다중 채널로 무선 전송한다는 1996년의 발칙한 상상은… 영화는 영화.
화염을 관찰하는 게 아니라 운동 매질 속 작은 타켓을 관찰하는 것이니 일종의 간접식 측정인데… 뜨거운 온도의 원천인 화염을, 매우 빠르게 변하는 화염을, 열의 전도나 열의 복사나 열의 대류로 직접 감지하고 해석하는데는 현실적인 한계가 있기 때문이겠다. 참고로, 뜨거운 불꽃이 정말 뜨겁다고 느끼는 것은, 열의 대류가 아니고 열의 전도도 아닌, 열의 복사 때문. 말하자면, 화염의 개별적인 속성은 제 각각.
뭐… 모로 가도 서울만 가면 된다.
* 관련 글 : 화염의 확산 (2), BS 8414/KS 8414 내화 실험
