개념 한 쪽
에너지관리기사 연소현상 이론 — 이론공기량 계산
이론공기량은 연료를 완전연소시키는 데 이론적으로 필요한 최소 공기량이다. 그 정의를 실제공기량과 구분하는 법, 탄화수소 가스 1Nm³와 프로판 2kg의 공기량을 구하는 법, 액체연료의 조성에서 시간당 공기량을 내는 법을 본다.
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뜻
이론공기량은 단위량의 연료를 완전연소시키는 데 필요한 최소한의 공기량, 곧 화학량론적 공기량이다. 실제 완전연소는 여기에 과잉공기를 더한 실제공기량으로 이루어지므로, 이론공기량은 어디까지나 최소 기준이다.
분자식 CmHn인 탄화수소 가스 1Nm³에 필요한 산소는 m+n/4 Nm³이고, 공기량은 그 4.76배다. 풀어 쓰면 4.76m+1.19n Nm³가 된다.
프로판은 C₃H₈+5O₂→3CO₂+4H₂O로 탄다. 1kg의 이론공기량은 약 12Sm³/kg이고, 2kg이면 그 두 배인 약 24Nm³다. 산소 5.09Nm³에 공기 중 산소 비율 100/21을 곱해 구하는 흐름이다.
액체연료는 중량 조성으로 계산한다. 탄소 84%, 수소 12%, 수분 4%인 연료에서 수분을 완전히 제거한 무수 기준으로 바꾼 뒤 탄소와 수소가 요구하는 산소량을 구하고, 이를 공기량으로 환산한다. 시간당 5kg을 완전연소시키는 경우 이론공기량은 약 55.6Nm³/h다.
예제
선지 판단은 이론공기량을 완전연소에 필요한 최소 공기량으로 정의하는지, 실제공기량과 구분하는지, CmHn 1Nm³에 4.76m+1.19n을 적용하는지, 프로판 2kg에 약 24Nm³를 얻는지에서 갈린다. 24Nm³와 55.6Nm³/h가 그 예다. 이론공기량을 과잉공기를 포함한 양으로 본 선지, 프로판 2kg에 12Nm³를 그대로 쓴 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 이론공기량이란 무엇인가요?
- 단위량의 연료를 완전연소시키는 데 필요한 최소한의 공기량입니다.
- CmHn 가스 1Nm³의 이론공기량은 얼마인가요?
- 산소 m+n/4에 4.76을 곱한 4.76m+1.19n Nm³입니다.
- 프로판 2kg을 완전연소시키는 데 필요한 이론공기량은 얼마인가요?
- 약 24Nm³입니다. 1kg당 약 12Sm³의 두 배입니다.
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