개념 한 쪽
대기환경기사 액체연료의 종류 및 특성 — 비점 순서와 중유의 성상
액체연료 세트는 연료 종류별 연소 특성과 석유 물성의 방향을 묻는다. 액체연료의 점화·연소 조절이 기체·고체연료와 어떻게 다른지, 천연가스의 화염전파속도와 폭발범위, 동점도가 줄 때 끓는점과 인화점이 어디로 가는지, 고위발열량과 저위발열량의 구분, 액화석유가스가 기화할 때의 열 출입, 고체연료의 탄소비, 중유의 비중과 점도·잔류탄소의 관계가 한 묶음으로 나온다. 연료의 상태와 성질이 어느 방향으로 움직이는지를 잡아야 한다.
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뜻
연료의 상태에 따라 조절의 난이도가 갈린다. 기체연료는 액체연료보다 연소 조절이 용이하고 부하 변동 범위가 넓으며, 발열량이 낮더라도 고온 연소가 가능하다. 액체연료는 연소 전에 기체화하는 과정이 필요하지만, 고체연료보다는 점화와 연소 조절이 용이하다. 그래서 액체연료의 점화·연소 조절이 어렵다고 적거나, 기체연료의 조절이 액체연료보다 어렵다고 적은 선지가 방향을 뒤집은 것이다.
천연가스는 화염전파속도가 빠르고 폭발범위가 넓다. 그래서 1차 공기 혼합비를 높여야 안정적이고 효율적인 연소가 된다. 화염전파속도가 느리고 폭발범위가 좁다고 적으면 성질을 반대로 적은 것이고, 그 때문에 1차 공기 혼합비를 높인다고 붙인 설명도 함께 틀린다.
석유의 물성은 서로 붙어 움직인다. 동점도가 감소하면 유동성은 좋아지지만 끓는점은 낮아지고 인화점도 낮아진다. 동점도가 줄었는데 인화점이 높아진다고 적으면 두 성질의 방향을 어긋나게 묶은 것이다. 중유는 비중이 클수록 점도와 유동점이 커지고 잔류탄소도 늘어난다. 비중이 커지면 점도와 유동점이 줄어든다고 적은 선지가 이 관계를 뒤집는다.
발열량은 고위와 저위로 갈린다. 고위발열량은 연소로 생긴 수증기의 잠열을 포함한 값이고, 저위발열량은 그 잠열을 포함하지 않은 값이다. 액화석유가스는 기화할 때 주위의 열을 흡수해 냉각 효과를 낸다. 기화 때문에 발열량이 높아지는 것이 아니므로, 기화하면 발열량이 커진다고 적은 선지가 현상을 뒤집은 것이다.
고체연료는 성질의 자리가 다르다. 탄소 함량이 높아 C/H 비가 크고 분자량이 일정하지 않다. 그래서 분자량이 명확하다거나 C/H 비가 낮다고 적은 선지가 틀린다. 이처럼 연료 문항은 상태별 조절성, 화염전파, 물성의 이동 방향, 발열량 기준, 조성비를 각각 갈라 묻는다.
예제
출제 패턴은 네 가지다. ① 조절성 뒤집기 — 액체연료의 점화·연소 조절이 어렵다거나 기체연료의 부하 변동 범위가 좁다고 적은 선지가 틀린다. ② 천연가스 성질 바꾸기 — 화염전파속도가 느리고 폭발범위가 좁다고 적은 선지가 오답이다. ③ 물성 방향 어긋내기 — 동점도가 줄면 인화점이 높아진다거나, 중유의 비중이 클수록 점도와 유동점이 줄어든다고 적은 선지를 소거한다. ④ 발열량 기준 흔들기 — 고위발열량에서 수증기 잠열을 빼지 않은 값을 저위발열량이라고 적거나, 액화석유가스가 기화하면 발열량이 높아진다고 적은 선지가 함정이다.
자주 묻는 물음
- 액체연료와 기체연료의 연소 조절은 어떻게 다른가요?
- 기체연료가 액체연료보다 연소 조절이 용이하고 부하 변동 범위가 넓으며, 발열량이 낮더라도 고온 연소가 가능합니다. 액체연료는 연소 전에 기체화하는 과정이 필요하지만 고체연료보다는 점화와 연소 조절이 용이합니다.
- 석유의 동점도와 중유의 비중은 어떤 성질과 함께 움직이나요?
- 동점도가 감소하면 유동성은 좋아지지만 끓는점과 인화점은 낮아집니다. 중유는 비중이 클수록 점도와 유동점이 커지고 잔류탄소도 늘어납니다. 비중이 커지면 점도와 유동점이 줄어든다고 적으면 관계를 뒤집은 것입니다.
- 고위·저위발열량과 천연가스의 성질은 무엇인가요?
- 고위발열량은 연소로 생긴 수증기의 잠열을 포함한 값이고 저위발열량은 포함하지 않은 값입니다. 천연가스는 화염전파속도가 빠르고 폭발범위가 넓어 1차 공기 혼합비를 높여야 안정적으로 연소합니다. 액화석유가스는 기화할 때 열을 흡수해 냉각 효과를 내며, 기화 때문에 발열량이 높아지는 것은 아닙니다.
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