연소실험

본문내용

±0.5 간격으로 rich 4단계 lean 4단계를 각각 5번식 실험을 하였습니다. 프로판 가스를 연료로 하고 연료 유량을 로 고정 시킨 다음 공기유량을 각각 수치에 맞춰서 5m의 화염튜브관에 예혼합된 가스와 공기공급을 10초정도 공급한 뒤 공기, 가스조절밸브를 닫음과 동시에 전기 점화장치를 이용하여 점화시키고 화염튜브를 통하여 화염이 전파되어 가는 동안 스톱워치로 전파시간을 측정하였습니다. 그 중 최대 최소를 제외한 나머지 3개의 시간을 평균속도로 계산 후 공기과잉률에 대한 화염 전파속도를 그래프로 그려보았습니다.
화염속도에 따른 공연비에 대한 관계를 보면 이론적으로 위의 그래프와 같은 그림이 나와야 하는데 실험 결과 아주 요상한 그래프가 나오게 되었습니다. 보통 이론공연비쪽에서 화염 전파속도가 가장 빨라야 하는데 오히려 rich 24(23.4) stoic 24.5(23.8) 24부분이 가장 낮았고, 그다음 이론공연비=실제공연비인 24.5 부분에서는 2번째로 낮았었습니다. 나머지 부분은 그래도 이론적 그래프에 흡사하게 나왔었지만 가운데가 움푹 들어간 모형이 나오니 실험하면서 큰 오차를 범한 것 같습니다. stoic 24.5(23.8)를 제일 먼저 실험을 하였고, 0.05씩 rich 하게 계속 실험을 했었는데 아무래도 처음이고, 가스와 공기공급을 차단할 때 동시에 잠그는 동작이 동시에 일어나기 때문에 여기에서 공기와 연료의 혼합 비율의 변동의 문제가 있었었습니다. 그리고 초시계도 잘 눌러지지 않았었고, 처음 2실험이 매우 잘못된 결과가 나온 것은 처음이라 생길 수 있는 실수들과 연료동시차단에서 오차가 매우 많이 생긴 것 같습니다. 3번째 실험부터 다른 형이 연료공급과 차단을 하였는데 그 때부터 제대로 된 실험 결과를 얻은 듯 합니다.
실험을 하면서 화염튜브를 우연히 만져 보았었는데, 점점 실험을 할수록 뜨거워짐을 느낄 수 있었습니다. 실험조건에서 온도를 일정하게 해줘야하는데 여기서 오차가 생김을 알 수 있었고, 빨리 실험을 끝내기 위해 10초정도 공급해야하는 것을 대략 5초정도만 공급하고 시간을 기록했는데 화염튜브에 공기와 가스가 일정하게 차있는지 알 수가 없어서 이점이 오차로 작용했습니다.
예혼합된 혼합기를 연소 시켰을때 튜브에서 한쪽으로 진행하는 모습을 관찰할 수 있었는데 반구형 파란색 불꽃이 일정한 속도로 진행하는 모습을 직접 볼 수 있었습니다. 처음 보는 거라 매우 신기하기도 했고 밀폐된 공간에서 예혼합연소를 했을 때 어떻게 될것인가라는 상상도 할 수 있었습니다. 가끔 연소가 끝나는 부분에서 파란색 반구형 불꽃이 파파팟 하면서 불규칙하게 연소가 되는것도 가끔식 볼 수 있는 관경이였는데 가스와 공기가 제대로 공급이 잘 되지 않아서 생기는 현상이였고, 이점 또한 정확한 화염 전파 시간을 기록하는데 오차로 볼 수 있습니다. 실험을 마치고 디젤엔진에서 나오는 매연과 린번엔진의 문제에 대해 잠깐 설명을 들었었는데 제가 알고 있던 지식과 달라서 상식을 좀더 쌓을 수 있는 기회가 되었고, 실험 또한 매우 흥미진진한 실험이었습니다.

키워드

연소 실험,   공연비 변화,   예혼합화염,   화염안정화,   확산화염