C 85% H 15% 경유 1 kg 공기비 1.2 연소 탄소 2% 검댕 농도

C 85% H 15% 경유 1 kg 공기비 1.2 연소 탄소 2% 검댕 농도

 

 

탄소 85%, 수소 15%의 경유 1 kg을

공기비 1.2로 연소하는 경우

탄소의 2%가 검댕으로 된다고 하면

실제건연소가스 1 Sm3 중의 검댕의 농도(g/Sm3)는?

 

 

 

34. 탄소 85%, 수소 15%의 경유 1kg을 공기비 1.2로 연소하는 경우 탄소의 2%가 검댕으로 된다고 하면 실제건연소가스 1Sm3 중의 검댕의 농도(g/Sm3)는?

① 약 1.3

② 약 1.1

③ 약 0.8

④ 약 0.6

 

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경유 1 kg(= 1000 g) 중,

> 탄소(C)의 질량 = 1000 g × (85/100) = 850 g

> 수소(H)의 질량 = 1000 × (15/100) = 150 g

 

 

 

850 g 탄소의 몰수

= 850 g / (12 g/mol) = 70.8333 mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

150 g 수소의 몰수

= 150 / (1) = 150 mol

 

 

 

탄소 연소 반응식

C + O2 → CO2

---> C의 몰수 = O2의 몰수 = CO2의 몰수 ... ①

 

 

수소 연소 반응식

H2 + 1/2 O2 → H2O

---> H의 몰수 × (1/4) = O2의 몰수 ... ②

 

[참고] H의 몰수 × (1/2) = H2O의 몰수

---> but, 건조 연소가스이므로, H2O는 제외(무시).

 

 

 

연소에 필요한 (이론) O2의 몰수

= ① + ②

= 70.8333 + (150 × (1/4))

= 108.3333 mol ... ③

 

 

 

반응형

 

 

 

연소에 필요한 (이론) 공기의 몰수

= 108.3333 / (21/100)

= 515.8729 mol

 

 

 

공기과잉계수 = 1.2 이므로,

(공급된) 실제 공기의 몰수

= 515.8729 × 1.2

= 619.0475 mol

 

 

 

실제 공기 중 N2와 O2의 몰수를 계산하면,

> 619.0475 × (79/100) = 489.0475 mol N2

> 619.0475 × (21/100) = 130 mol O2 ... ④

 

 

 

전체 건조 배출가스의 몰수를 계산하면,

> 70.8333 mol CO2

> 489.0475 mol N2

> ④ – ③ = 130 – 108.3333

= 21.6667 mol O2 (미연소분)

 

 

70.8333 + 489.0475 + 21.6667

= 581.5475 mol

 

 

 

표준상태에서, 기체 1 mol = 22.4 L 이므로,

( 참고: 몰부피 https://ywpop.tistory.com/8321 )

 

581.5475 mol × (22.4 L / 1 mol)

= 13026.664 L

= 13.027 Sm3

---> 표준상태에서, 건조 배출가스의 부피

 

 

 

탄소의 2%가 검댕이므로,

검댕의 질량을 계산하면,

850 g × (2/100)

= 17 g

 

 

 

검댕의 농도(g/Sm3)를 계산하면,

검댕의 질량 / 건조 배출가스의 부피

= 17 g / 13.027 Sm3

= 1.30498 g/Sm3

 

 

 

답: ① 약 1.3

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/471045 ]

탄소 89%, 수소 11%로 된 경유 1 kg을 공기과잉계수 1.2로 연소 시 탄소 2%가 그을음으로 된다면 실제 건조 연소가스 1 Sm3 중 그을음의 농도(g/Sm3)는 약 얼마인가?

 

 

 

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