증류실험 (인하공전 기계과 열유체 실험)

본문내용

이 정지하는 경우까지 생기기도 한다.
Carburetor Icing (카뷰레터 결빙)
연료의 휘발성에 관계되는 문제점 중의 하나로서, 연료가 카뷰레터의 노즐로부터 분사되어 공기/연료의 혼합증기를 형성할 때, (1) 연료의 휘발성이 상당히 크고, (2) 공기의 습도가 크고 (즉, 수분의 함량이 크고) (3) 공기의 온도가 낮을 경우 연료가 증발하면서 공기의 열을 빼앗아 공기 중 수분이 응축되어 조절판(Throttle Plate)을 결빙 시키는 현상이 나타난다. 이러한 현상을 Carburetor Icing 이라고 하는데, Throttle Plate가 얼어버림으로써 공기의 주입을 제한하여 엔진이 꺼지는 결과를 초래한다.
지역별 및 계절별로 특히 이러한 현상이 잘 일어나는 경우가 있는데 우리나라에서는 봄 및 가을에 잘 일어난다. Carburetor Icing 현상을 방지하기 위해서는 50% 증류 성상이 약 93℃ 이상이 되도록 제조하거나 결빙 방지제를 따로이 첨가하여야 한다.
90% 증류온도 (Tail-End Volatility):엔진의 동력
90% 이상의 증류분은 휘발유 유분 중 부피 당 열량이 가장 큰 부분이므로 이 온도는 연료의 전체적인 에너지의 크기에 영향을 준다. 이 온도가 높을수록 연료로부터 얻을 수 있는 동력의 크기는 커지지만 너무 높으면, 기화가 잘 되지 않아 오히려 동력손실을 일으켜 단위연료 당 주행거리가 감소하는 현상이 나타난다.
휘발유의 휘발성을 측정하는 다른 한 방법은 증기압 (Vapor Pressure-ASTM 323) 이다. 이것은 10%증류온도와 같이 주로 증기폐쇄를 일으키려는 성질을 측정 하는 것으로서, 10%까지의 휘발유 유분 중 저비점 고 휘발성 물질이 특히 많은 경우 10% 증류온도가 적정범위 안에 있더라도 증기압이 지나치게 큰 현상이 나타난다. 이 경우 역시 증기폐쇄 현상이 일어나기가 쉽다. 이와 같이 휘발유에 있어서 휘발성은 매우 중요한 의미를 가지므로 그 지방의 위도, 고도 등 기후조건에 맞추어 각 부분의 증류온도 및 증기압이 적절히 조절된 제품을 제조하여야 한다.
* 경유 - Distillation (증류성상)
디이젤 연료의 휘발성은 증류성상으로 평가되는데 고비 점유분 (高沸 点溜分), 즉 무거운 탄화수소분이 많은 경우 용량 당 열에너지가 커 출력면에서 유리하나, 연소 속도가 늦어 분사 노즐 주위에 탄소분을 부착시키는 경향이 늘어난다. 저비점유분(低沸点溜分)이 많은 경우 용량당 열에너지가 적지만 시동성이 좋고 실린더내의 오손도 줄어든다. 이런 성상은 엔진의 구조와 성능에 맞추어야 한다. 증류성상 중 특히 중요한 것은 세탄지수에 관계되는 50%점과 시료의 동력에 영향을 주는 90%점 및 End Point이다.
*등유 -Kerosene
석유가 주로 등화용으로 사용되던 시대의 명칭이며, 석유라고 하면 등유를 의미할 정도로 중요한 위치를 차지하고 있었다. 오늘날에는, 석유제품으로서는 가솔린이나 중유(重油) 등이 중요시되고, 따라서 원유로부터의 등유의 수득률도 상대적으로 낮아지고 있다. 그러나 석유난로나 농업용 발동기 등에는 안전하고 취급하기 쉬운 연료로서 재인식되고 있다.
최근 등유는 가정용 난방, 주방용 연료로서 석유난로·석유풍로·중앙난방 등에 쓰이며, 이 밖에 기계 세척용, 석유유제(石油乳劑) 원료, 페인트용제(溶劑) 등으로도 사용된다.
*용어의 정의 - 이 규격에서 사용하는 용어의 정의는 KS M 0001 및 KS M 0126에 따르는 외에 다음과 같다.
초류점 : 응축관의 아래 끝에서 유출액의 최초 1방울이 낙하했을 때의 온도
건점 : 증류 플라스크 밑부의 시료의 마지막 1방울이 기화하여 플라스크 맨 밑부 분이 말랐을 때의 온도. 이 때 증류 플라스크 내벽면과 온도계의 표면은 젖어 있어도 된다.
종말점 : 증류시험의 최종단계에서 얻어진 온도의 최값. 보통 이는 증류 플라스크 밑부분의 시료가 완전하게 기화한 후 볼 수 있고, 증류 중의 최고온도와 동의어로 사용된다.
분해점 : 증류 플라스크 속의 시료가 열분해를 일으키기 시작햇을 때의 온도
증류 범위 : 초류점에서 건점까지의 온도 범위
5.실험결과
압력 : 100.8kPa
전유출량 : 99.6㎖
잔류량 : 0.15㎖
손실량 : 0.25㎖
＊도표
부 피(%)
재검토온도(℃)
수정된재검토
온도(℃)
증발온도(℃)
증류비율(㎖/min)
IBP(초류점)
157.6
157.8
157.8
-
5.0
169.2
169.4
169.4
4.9
10.0
170.8
171.0
170.7
4.5
15.0
174.1
174.3
174.2
4.2
20.0
178.1
178.3
178.0
4.5
25.0
180.9
181.1
180.8
4.6
30.0
184.1
184.3
183.7
4.5
35.0
187.4
187.6
187.4
4.5
40.0
191.0
191.2
190.8
4.5
45.0
194.7
194.9
194.5
4.5
50.0
198.6
198.8
198.6
4.6
55.0
202.7
202.9
202.6
4.5
60.0
207.1
207.3
207.0
4.6
65.0
212.4
212.6
212.2
4.4
70.0
217.3
217.5
216.9
4.5
75.0
222.6
222.8
222.4
4.6
80.0
228.1
228.3
227.8
4.7
85.0
234.0
234.2
233.6
4.5
90.0
241.2
241.4
240.7
4.3
95.0
250.5
250.7
249.8
4.6
EP(종점)
265.9
266.1
-
-
6.결론
7.실험후기
실험 당시에는 친구들과 장난도 치면서 우유부단하게 넘어갔는데 막상 보고서를 쓰려고 하니 아쉬운 점도 많고 후회가 밀려든다. 그러나 내가 지금까지 모르고 있었던 새로운 것에 접하게 되고 많은 것을 알게 되어 좋았었던 것 같고 아쉬운 점은 실험관련 지식이 부족해 어렵게 느껴졌단 것이다.
8.참고문헌
* KS M 0008- 화학제품의 증류 시험 방법
* Job sheet(A. S. T. M.증류시험)
* http://www.energyshop.co.kr/en_pr_cr_2.htm
* http://www.sklabzone.com

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