분젠버너 연소실험

본문내용

256
313.636
364.970
485.614
509.635
490.184
ψ
화염의 거리에 따른 온도분포(℃)
0[mm]
1[mm]
2[mm]
3[mm]
4[mm]
5[mm]
6[mm]
7[mm]
8[mm]
9[mm]
10[mm]
0.8
354.922
547.380
549.885
601.109
734.813
829.356
842.872
903.478
874.957
854.168
811.403
1.0
857.562
870.791
877.611
896.234
903.860
892.426
877.611
806.181
699.356
562.055
478.629
1.1
540.937
695.351
818.874
857.562
822.989
897.758
847.763
830.106
839.489
861.715
836.109
1.2
873.063
908.060
865.873
840.240
848.892
840.992
855.299
900.808
866.251
824.112
588.199
1.4
764.257
782.016
881.025
893.187
814.390
778.681
768.321
893.187
881.025
782.016
764.257
5. 결 론
당량비에 대해서 논하자면, 당량비가 클수록 Premixed Flame에 의해 생성된 화염의 높이는 당연히 높아질 수밖에 없다.
온도분포를 살펴보면, 불꽃으로부터 3mm에서는 온도의 분포가 대체적으로 갈매기형 분포(바깥에서부터 불꽃을 관통할 때, 온도가 올라갔다가 ↗ 떨어졌다가↘ 다시 올라갔다가↗ 떨어지는↘ 형상)를 볼 수 있다. 그리고 15mm에서는 당량비가 낮을때는 위로 볼록한 형상(온도가 올라갔다가↗ 다시 떨어지는↘)을 나타낸다. 그리고 15mm에서 당량비가 높을때는 갈매기형 분포를 나타낸다. 그것으로는 Premixed Flame에 의해 생성된 화염의 끝부분에서는 온도가 높고, 그 안쪽에서는 온도가 낮음을 알 수 있게 해준다. 즉, 여기에서의 모든 실험은 Premixed Flame에 의해 생성된 화염의 끝부분과 얼마나 가까우냐에 따라서 온도 분포가 다르게 나타난다고 볼 수 있다.
다만, 이 실험에서 공기와 프로판의 유량을 조절함에 있어서 사람의 손으로 대강의 눈대중으로 눈금을 맞추기 때문에 당량비가 정확하지 않을 수 있고, 또한 실험 도중에 공기와 프로판의 눈금이 왔다갔다 하는 현상을 볼 수 있었는데, 이 또한 어쩔 수 없이 오차에 기여하게 되어서 그래프 모양이 일자경향이 나타나는 것을 볼 수 있다. 또한 Thermocouple이 정확한 위치에 있는지도 사람의 눈으로 확인하기 때문에 정확하지 않을 수가 있다. 그리고 당량비가 0.6일때에는 프로판 가스 불꽃이 나오지 않아서 실험을 할 수가 없었다.
또한 불꽃이 공기의 영향을 쉽게 받기 때문에 사람이 지나간다거나, 갑작스런 난류 등으로 흐름이 생길 때에는 불꽃이 움직이면서 그 지점이 아닌 온도를 측정하게 되므로 정확한 온도를 나타내지 않을 수가 있다.
이를 줄이기 위해서는 산소가 충분히 공급 될 수 있는 밀폐된 공간에서 실험을 하는 것이 가장 좋으며, 유량 조절계도 전자식을 사용함으로써 획기적으로 오차를 줄일 수 있을 것이다.
그리고, 연소가스분석기(Testo 350XL)로 측정한 배기가스의 데이터를 보면 CO와 CO2, NO2등의 %가 있는데 이것은 공기중의 21%의 산소가 연소에 참여하면서 프로판의 C와 공기중의 N과 반응하여 나온 산화물임을 알 수 있다. 그리고 연소가스 분석기를 이용해서 연료의 효율과 예혼합된 가스의 효율 또한 알 수가 있다.

키워드

분젠버너,   프로판 연소,   당량비,   유량비,   층류연소속도,   Equivalence Ratio,   Bunsen Burner,   stoichiometry Ratio