연소실 공기온도 420℃로 올리면 열발생율 20℃보다 몇 % 증가

연소실 공기온도 420℃로 올리면 열발생율 20℃보다 몇 % 증가

 

 

중유 300 kg/hr를 과잉공기계수 1.2로 연소시킬 때

연소실의 공기온도를 420℃로 올리면 열발생율은

상온공기(20℃)의 경우보다 몇 %정도 증가하는가?

(단, 중유의 저위발열량 10000 kcal/kg,

이론공기량 10 Sm3/kg, 공기의 평균비열 0.31 kcal/Sm3•℃)

 

 

60. 중유 300kg/hr를 과잉공기계수 1.2로 연소시킬 때 연소실의 공기온도를 420℃로 올리면 열발생율은 상온공기(20℃)의 경우보다 몇% 정도 증가하는가? (단, 중유의 저위발열량: 10,000kcal/kg, 이론공기량:10Sm3/kg, 공기의 평균비열: 0.31 kcal/Sm3 ℃)

① 5.2%

② 7.4%

③ 9.2%

④ 14.9%

 

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실제 공기량, A

A = m × A_o

( 참고 https://ywpop.tistory.com/21989 )

 

= 1.2 × 10

= 12 Sm3/kg ... ①

---> 중유 1 kg당 실제 공기량(12 Sm3)

 

 

 

q = C m Δt

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2897 )

 

= (0.31 kcal/Sm3•℃) (12 Sm3/kg) (420 – 20 ℃)

= (0.31) (12) (420 – 20)

= 1488 kcal/kg ... ②

---> 중유 1 kg당 공기 온도 차이로 인해

연소실에 추가로 투입되는 열량(1488 kcal)

---> 이 때문에 발열량이 증가한다.

 

 

 

중유의 저위발열량 10000 kcal/kg

---> 중유 1 kg당 발열량(10000 kcal) ... ③

 

 

 

증가율(%) = (Q_2 – Q_1) / Q_1 × 100

= ((10000+1488) – 10000) / 10000 × 100

= 14.88%

 

 

또는

증가율(%) = (ΔQ / Q_1) × 100

( 참고 https://ywpop.tistory.com/11975 )

 

= (1488 / 10000) × 100

= 14.88%

 

 

 

답: ④ 14.9%

 

 

 

 

[참고] ①, ②, ③, 모두 다 중유 1 kg당 값이므로,

이 문제처럼 비율(변화율)을 계산할 때는

중유의 실제 연소량(300 kg/hr)을 곱해 줄 필요가 없다.

 

 

 

 

[키워드] 연소실의 공기온도 기준, 열발생율 기준