일반화학실험 예혼합 연소에서의 4Gas 측정 실험 및 부분예혼합 연소에서의 화염온도 측정 실험

소개글

일반화학실험 예혼합 연소에서의 4Gas 측정 실험 및 부분예혼합 연소에서의 화염온도 측정 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목
: 예혼합 연소에서의 4Gas 측정 실험 및 부분예혼합 연소에서의 화염온도 측정 실험.

2. 실험목적

3. 실험이론

4. 열전대의 원리, 특성, 종류

5. 실험결과

6. 고찰

본문내용

)
공기비(λ)
당량비(Φ)
12V
59.08224
0.8271
1.2090
16.4V
98.96275
1.3855
0.7218
19V
124.0727
1.737
0.5757
z=10mm일 때
- 녹염(-12v)
는 전구간에서 낮은 비율을 보이고 있고 CO는 버너 내부에서 비교적 비율이 높다. HC의 농도는 버너 중심부에 가까울수록 높다. 는 전구간 비슷한 비율을 보이고 있다.
-적염(-16.4v)
HC의 농도가 버너 내부에서 급격히 감소함을 볼 수 있다. CO의 농도는 전구간에서 비슷한 양상을 보이고 있고 는 버너 내부에서 거의 존재하지 않는다. 는 버너 내부에서 비율이 높다.
- 청염(-19v)
HC의 농도가 버너 내부에서 급격히 감소함을 볼 수 있다. CO의 농도는 전구간에서 거의 존재하지 않고, 는 버너 내부에서 감소한 모습이다. 는 버너 내부에서 증가하였다.
z=20mm일 때
- 녹염(-12v)
HC는 버너로 들어갈 때 급증하여 일정한 농도를 유지하고 있다. CO는 버너 내부에서 비율이 높다. 는 버너 내부에선 거의 존재하지 않는다. 는 버너 내부에서 비율이 조금 상승한다.
-적염(-16.4v)
HC는 버너 내부에서 거의 존재하지 않고, CO는 버너로 들어가면서 급증하여 버너 최외단까지 일정한 상태를 유지한다. 는 연소되어 사라졌으며, 는 버너 내부에서 조금 증가하였다.
- 청염(-19v)
HC는 버너 내에서 극히 소량 존재하고, CO는 전 구간에서 거의 존재하지 않는다. 는 버너내에서 많이 소모되고, 는 버너 내에서 비율이 높다.
z=30mm일때
- 녹염(-12v)
녹염상태의 HC는 버너 가운데로 올수록 농도가 높아지고, 는 버너 가운데에서 농도가 더 낮아진다. 는 버너 가운데에서 거의 존재하지 않고 CO는 버너 가운데에서 농도가 가장 높다.
-적염(-16.4v)
적염상태의 HC는 버너 가운데로 가면서 농도가 급감하고 있고, 는 버너 가운데에서 가장 높은 비율을 보인다. 는 버너 가운데에서 거의 존재하지 않고 있으며, CO는 버너 가운데에서 가장 비율이 높다.
- 청염(-19v)
청염에서 HC는 버너속으로 이동함에 따라 농도가 급감하고 있으며, 는 버너 가운데에서 비율이 높게 나타난다. 는 버너 가운데에서 가장 낮은 비율을 보이지만, 녹염이나 적염때보다 비교적 많이 남아있고, CO는 버너 중앙부분에서 비율이 높게 나타난다.
z=40mm일 때
-녹염(-12v)
HC와 CO는 버너내에서 증가하는 모습, 는 역시나 버너내에선 거의 존재하지 않고 는 거의 일정한 모습이지만 버너중앙에서 다소 감소한다.
-적염(-16.4v)
HC는 버너 속으로 들어가면서 급감, 낮은상태 유지. CO는 버너 중앙부분에서 크게 증가 및 일정. 는 버너 내에서 최소값, 는 버너 내에서 최대값을 유지.
- 청염(-19v)
HC는 버너 속으로 들어가면서 급감, 거의 존재하지 않는다, CO는 전구간에서 거의 없으며, 는 버너 중앙부분에서 많이 줄어든다, 는 버너에 들어서면서 증가. 버너내부에서 거의 일정하게 유지된다.
②위치와 유량에 따른 온도그래프
ⓐ공기유량 : 27.23L/min
z=0mm z=10mm
z=50mm
<평균데이터>
<공기유량 27.23L/min일 때 높이와 거리에 의한 온도그래프>
ⓑ공기유량 : 71.05L/min
z=0mm z=10mm
z=50mm
<평균데이터>
<공기유량 71.05L/min일 때 높이와 거리에 의한 온도그래프>
ⓒ공기유량 : 116.13L/min
z=0mm z=10mm
z=50mm
<평균데이터>
<공기유량 116.13L/min일 때 높이와 거리에 의한 온도그래프>
z=0mm일 때 유량에 따른 온도그래프의 변화를 살펴보면 27.23L/min과 71.05L/min은 그래프의 형태는 거의 유사하며 다만 유량이 증가할수록 분포온도도 증가하는 것을 볼 수 있다. 반면 유량이 116.13L/min이 되자 그래프의 모습은 x=20mm에서 가장 높은 온도를 보이고 있으며 71.05L/min보다 전체적인 온도분포도 낮아진 것을 알 수 있다.
z=10mm일 때 유량에 따른 온도그래프의 변화를 살펴보면 유량이 27.23L/min일땐 x=10mm에서부터 온도가 급증하여 잠시 일정해진 뒤 다시 x=30mm로 돌아오면서 온도가 급감하는데 유량이 증가할수록 이렇게 급증하는 구간이 다소 완만해지고 있음을 알 수 있다. 유량의 증가에 따라 전체적인 온도도 증가하고 있다.
z=50mm일 때 유량의 증가에 따른 온도그래프를 살펴보면 유량이 27.23L/min일 때는 온도계가 버너로 들어가는 초기에 온도가 급증하여 내부에서는 거의 일정하게 유지되지만 유량이 증가함에 따라 온도계의 위치에 상관없이 전 구간에서 거의 온도가 일정하게 유지되고 있음을 볼 수 있다.
공기 유량(L/min)
공기비(λ)
당량비(Φ)
27.23
0.3252
3.0750
71.05
0.9947
1.0053
116.13
1.6258
0.6150
부분예혼합 실험에서 연료유량은 3L/min이고,
6. 고찰
첫 번째, 4Gas 측정실험에서 4Gas로 HC, CO, , 를 정하여 측정하였다. 버너에서의 위치에 따라, 화염의 상태에 따라 발생기체의 양을 측정하여 그래프로 나타내었다. 각각의 가스의 농도는 녹염→적염→청염으로 갈수록 그 농도가 낮아짐을 그래프를 통해 확인할 수 있었다. 또 z의 값이 상승함에 따라 각각의 가스농도는 낮아지는 것을 그래프를 통해 알 수 있다. 즉 voltage가 높아짐에 따라 가스의 농도가 낮아지고, 가스 측정기의 위치가 위로 올라감에 따라 가스의 농도는 낮아지는 것을 이 실험을 통해 알 수 있다.
두 번째, 부분예혼합 실험에서는 먼저 유량에 관계없이 버너 내부로 들어갈수록 측정 온도가 높아짐을 그래프를 통해 알 수 있다. 온도계의 높이가 높아질수록 고온으로 유지되는 구간이 길었는데, 이는 온도계가 위로 올라갈수록 주변 열전달의 영향을 많이 받는 것으로 보여진다. 공기유량이 증가할수록 화염의 모양은 점차 불안정해지고 연소 시 발생하는 소음도 크게 들렸다. 또 그래프 결과에 따르면, 공기유량이 증가할수록 반응온도도 증가하는데 공기가 증가할수록 더 많은 반응이 일어나서 생긴 결과로 추측해볼 수 있다.

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