[공학실험] 스릿버너 화염의 특성 및 온도 측정 실험

목차

-실 험 이 론

-실험 절차와 유의사항

-구체적인 실험 방법

-실 험 결 과

-결과 및 토의

본문내용

O} {} {KJ } over {Kmol{}H_2 O }
+LEFT(3.18 { Kmol{}O_2} over {Kmol{}C_3 H_8 }RIGHT) {} LEFT [h(T_p )-h^0 RIGHT ]_{O_2} {} {KJ } over {Kmol{}O_2 }
+LEFT(30.68 { Kmol{}N_2} over {Kmol{}C_3 H_8 }RIGHT) {} LEFT [h(T_p )-h^0 RIGHT ]_{N_2} {} {KJ } over {Kmol{}N_2 }
반응후 생성물을 모두 질소라 가정하면,
2.029 TIMES 10^6{}KJ{} / {}Kmol {}{} = 40.86 LEFT [ h(T_p )-h^0 RIGHT ]
LEFT [ h(T_p )-h^0 RIGHT ] =40,907KJ/Kmol{}N_2
THEREFORE {}T_p {}SIMEQ {}1800K
에너지보존 방정식의 우변에
T_p
에 대한 이 근사치를 적용하면 위의 결과는 다음과 같다.
LEFT(3 { Kmol{}CO_2} / {Kmol{}C_3 H_8 }RIGHT) {} LEFT (79,431 {} {KJ }/ {Kmol{}CO_2 } right)
+LEFT(4 { Kmol{}H_2 O} / {Kmol{}C_3 H_8 }RIGHT) {} LEFT (62,693 {} {KJ } / {Kmol{}H_2 O } right)
+LEFT(3.18 { Kmol{}O_2} / {Kmol{}C_3 H_8 }RIGHT) {} LEFT (51,678 {} {KJ } / {Kmol{}O_2 } right)
+LEFT(30.68 { Kmol{}N_2} / {Kmol{}C_3 H_8 }RIGHT) {} LEFT (48,978 {} {KJ } / {Kmol{}N_2 } right)
={}2.16times10^6 KJ/Kmol
이때 생성물의 엔탈피는 반응물의 엔탈피보다 크다. 즉, 가정된 단열화염 온도는 너무 높다는 것을 의미한다.
T_p {}SIMEQ {}1740K
라 가정하면
LEFT(3 { Kmol{}CO_2} / {Kmol{}C_3 H_8 }RIGHT) {} LEFT (75,860 {} {KJ }/ {Kmol{}CO_2 } right)
+LEFT(4 { Kmol{}H_2 O} / {Kmol{}C_3 H_8 }RIGHT) {} LEFT (53,732 {} {KJ } / {Kmol{}H_2 O } right)
+LEFT(5.88 { Kmol{}O_2} / {Kmol{}C_3 H_8 }RIGHT) {} LEFT (49,446 {} {KJ } / {Kmol{}O_2 } right)
+LEFT(45.65 { Kmol{}N_2} / {Kmol{}C_3 H_8 }RIGHT) {} LEFT (46,849 {} {KJ } / {Kmol{}N_2 } right)
={}2.036times10^6 KJ/Kmol
엔탈피가 거의 비슷하므로
THEREFORE {}T_p {}SIMEQ {}1740K
1 공연비, 높이, 수평이동거리를 변화시키면서 측정한 온도
A/F
LEFT ( { 1/min-air } over {1/min-fuel } RIGHT )
H
(mm)
W(mm)
6
18
50
82
94
1 29.75
게이지 세팅
air : 47.6 ℓ/min
feul : 2.0 ℓ/min
10
1188
1100
1030
985
850
40
1100
1028
985
910
788
70
530
830
777
710
665
2 23.8
게이지 세팅
air : 38.1 ℓ/min
feul : 2.0 ℓ/min
10
1220
1210
1117
1099
1000
40
1165
1063
990
980
780
70
700
925
840
803
610
3 14.9
게이지 세팅
air : 23.8 ℓ/min
feul : 2.0 ℓ/min
10
1195
1105
1074
1063
1023
40
1200
1159
1135
1107
980
70
1185
1130
1119
1080
810
※ ①은 당량비가 0.8정도인 경우이고 ②는 당량비가 1, ③은 1.6정도 되는 경우이다.
※ LPG의 주성분은 프로판
②W=50mm ,H=40mm에서 당량비를 변화 시켜가면서 온도를 측정한다.
당량비
(Φ)
0.8
0.9
1.0
1.25
1.6
공연비
(A/F)
29.75
26.444
23.8
19.04
14.875
온도
(℃)
880
947
1080
1110
1145
③공연비가 29.75 , 23.8 , 14.9의 각각의 경우에 대하여 화염모양을 비교하여라.
공 연 비 = > 29.75
화염의 특징
.불꽃의 전체적인 크기는 10Cm이고, 보라색 빛을 띄고 있었다. 화염 맨 아랫 부분은 연한하늘색 빛깔을 띄고 있었으며 그 길이는 8mm정도였다. 불꽃높이는 가운데 부분이 약간 낮았다.
· 드문드문 주황색의 불꽃이 발생한다. 발생빈도는 작다.
높이는 여느 불꽃보다 더욱 크다
공 연 비 = > 23.8
화염의 특징
.불꽃의 전체적인 크기는 11.5Cm이고, 푸른색 빛을 띄고 있었다. 화염 맨 아랫 부분은 연한하늘색 빛깔을 띄고 있었으며 그 길이는 여전히 8mm정도였다. 불꽃의 모양이 양쪽 끝 부분은 높게 올라가는 반면 가운데 부분은 낮게 보였다.
· 불꽃의 색이 점차 짙어지며 발생빈도 역시 증가한다.
높이는 증가하나 폭은 감소한다.
공 연 비 = > 14.9
화염의 특징
.불꽃의 전체적인 크기는 15Cm이고, 양쪽의 불꽃의 길이가 길고 가운데는 짧았다. 분홍빛의 불꽃이 자주 일어났으며약간 붉은 파란색을 띄고 있었다. 화염 맨 아랫 부분은 진한하늘색 빛깔을 띄고 있었으며 그 길이는 10mm정도였다.
· 불꽃의 색이 점차 짙어지며 더욱 자주 발생한다.
높이는 증가하나 폭은 감소한다.
결과 및 토의
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실험 적으로 구한 값과 이론 적인 값의 비교에서 큰 차이가 났다. 그 원인은 미세한 바람만 불어도 측정기에 나타나는 온도가 심하게 변화하기 때문에 정확한 값을 읽을 수가 없었으며, 실험보고서에 주어진 위치로 Probe를 이동 시킬때 Probe가 심하게 흔들렸기 때문이라고 생각 한다. 스릿버너에 대한 내용을 인터넷을 통하여 검색해 보았으나 찾는데 한계가 있었다.

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공학실험,   스릿버너,   화염,   온도측정,   버너