문제) 메탄올을 연료로 하는 연소로가 있다. 연도에서 배출되는 건연소가스의 분석결과
(CO2)=0.086 (CO)= 0.009 (O2)= 0.043 (N2)= 0.862이고, 그을음과 미연소탄화수소는 검출되지 않았다.
1.이 연소로는 얼마의 공기비에서 작동하고 있는가?
2.메탄 1S㎥당의 건연소가스와 습연소가스의 발생량은 몇 S㎥인가?
3.이 연소로의 연소 효율은 얼마인가?
답)
1.이 연소로는 얼마의 공기비에서 작동하고 있는가?
일단 공기비 계산은 산소를 가지고 21/(21-O2)로 풀면 될듯 한데 CO 가 있으므로 이를 없애는데 필요한
산소양을 계산해 봅니다.
CO + 0.5O2 = CO2 즉 CO 의 0.5 에 해당 됩니다
그래서 0.009* 0.5 = 0.0045 .
따라서 남아 있게 되는 산소의 양은 0.043-0.0045 = 0.0385
즉 3.85% 가 됩니다. 공기비 m = 21/(21-3.85) =1.22
2.메탄 1S㎥당의 건연소가스와 습연소가스의 발생량은 몇 S㎥인가?
CH4 + 2O2 -->CO2 + 2H2O 에서
배기가스 중의 탄소함량이 메탄에서 온것인데 CO는 메탄보다 부피가 2배로 늘어 났으므로 메탄과 같은
부피는 CO2 + 0.5CO 가 됩니다.
즉 0.086+ 0.0045 = 0.0905,
이 양이 1m3 가 될때 연소가스 전체 는 (건연소가스)1/0.0905 =11.05m3N,
습연소가스는 이보다 메탄가스부피의 2배만큼이 더 증가 됨으로 11.05+2 = 13.05m3N
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문제)
단위 연료량당 연소로 및 열기관에서 배출되는 배기의 양은 공기비 a 에 따라 변하게 되는데, 질소산화물(NOx) 등의 배출 농도는 배기 중의 O2 농도가 일정치[예를 들면 건연소 가스중에 5 vol% 일 경우의 값으로 고쳐서 나타내는 경우가 많다. 공기비 3으로 등유를 연소시키는 가스터빈이 그 배기 중에 50ppm(1ppm = 체적분율 100만분의 1)의 NOx 가 포함되어 있다고 한다. 등유의 평균분자식을 CnH2n 으로 하여 아래의 물음에 답하라
(1) 가스 터빈에서 배출되는 건연소가스의 양 Va 는 등유 1kg 당 몇 [Sm3]인가? 연기 등유는 완전연소하는 것으로 한다.
(2)건연소가스 중의 산소 농도가 5 vol% 로 되는 공기비 a 는 얼마인가?
(3)이 때 건연소가스의 발생량을 1kg 당 몇[Sm3]인가?
(4)(O2) = 5%로 했을 때, NOx 배출 농도는 몇 ppm 인가?
연소공학문제인데 조금 어렵네요.
답)
(1) 가스 터빈에서 배출되는 건연소가스의 양 Va 는 등유 1kg 당 몇 [Sm3]인가? 연기 등유는 완전연소하는 것으로 한다.
CnH2n ,에서 탄소 85% 수소 5% 일때ㅇ환전연소 이므로 공기비는1.2로 하면
등유 1.0kg 의 완전연소 공기량 (8.89*0.85+26.67*0.05)*1.2= 1`0.668 Sm3
(2)건연소가스 중의 산소 농도가 5 vol% 로 되는 공기비 a 는 얼마인가?
공기비=(21/ 21-5)=1.3125
(3)이 때 건연소가스의 발생량을 1kg 당 몇[Sm3]인가?
(8.89*0.85+26.67*0.05)*1.3125=11.668Sm3
(4)(O2) = 5%로 했을 때, NOx 배출 농도는 몇 ppm 인가?
공기비 1.3125이므로 공기중질소 79%이며
0.79* 1.3125=1.036875=10368ppm | |
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문제)
1. C=86%,H =14%의 조성을 가진 액체연료를 매시 100kg 연소시킨 경우의 배기가스 분석 결과 CO2=12.5%, O2=33.7%, N2 =83.8%였다. 이때 한 시간당 연소용 공기량을 구하라.
2.C =87%, H=10%,S =3%의 중유의 (CO2)max 는 얼마인가? 또한, 그 중유를 50%의 과잉공기로 연소시킬 때 연소가스를 분석할 경우 그 연소가스 중 CO2%를 구하라.
답 : (CO2)max = 0.163, CO2 = 10.8%
3. C=84.0%,H =12.5%, S=2.5%,N =1.0% 조성의 중유를 15Nm3 /kg의 공기로 완전연소시킬 때 배기가스 중의 유황산물은 몇 ppm인가? 단, 중유 중의 유황은 전부 SO2로 되는 것으로 한다. 답 : 1200ppm
4. CO2=17.7%,CO=23.9%,H=29%,N2=55.5% 성의 기체연료를 공기량 0.67Nm3/Nm3 으로 완전연소시킬 경우 공기비, 건연소가스 조성 및 연소가스 중의 수분량을 구하라.
5. 메탄 (H=39.9MJ/Nm3)을 사용하여 온도 773K의 건조용 연소가스를 얻으려 한다. 방열손실이 없을 경우 연소가스의 절대습도를 구하라. 단, 메탄 및 연소용 공기의 온도는 293K이며 건조하다. 그리고 연소 효율은 100%로 하고 배기가스의 비열은 134kJ/(Nm3․K)로 한다.
답)
1. C=86%,H =14%의 조성을 가진 액체연료를 매시 100kg 연소시킨 경우의 배기가스 분석 결과 CO2=12.5%, O2=33.7%, N2 =83.8%였다. 이때 한 시간당 연소용 공기량을 구하라.
C=( 22.4/120/0.21= 8.89㎥ H=(11.2/2)/0.21= 26.67㎥이므로
100KG[(8.89*0.86)+(26.67*0.14)]=1137.92Nm3
2.C =87%, H=10%,S =3%의 중유의 (CO2)max 는 얼마인가? 또한, 그 중유를 50%의 과잉공기로 연소시킬 때 연소가스를 분석할 경우 그 연소가스 중 CO2%를 구하라.
답 : (CO2)max = 0.163, CO2 = 10.8%
본인아는 대로 풀겟읍니다
과잉공기배가스량 = (8.89*0.87)+(26.67*0.1)+(3.33*0.03)*1.5= 15.75㎥이므로
CO2max=[(1.867*0.87)÷15.75㎥]100=10.31%
CO2량 = [10.31*(21-0.5)]÷21= 10.06%
3. C=84.0%,H =12.5%, S=2.5%,N =1.0% 조성의 중유를 15Nm3 /kg의 공기로 완전연소시킬 때 배기가스 중의 유황산물은 몇 ppm인가? 단, 중유 중의 유황은 전부 SO2로 되는 것으로 한다. 답 : 1200ppm
유황 배가스량 [(3.33*0.025)]*1.2=0.0999㎥이므로 (0.0999㎥/15Nm3 /kg)=6660ppm(본인계산대로임)
예시 답과 본인 계산에 차이가 나서 더 이상 풀지못하겟읍니다 ,