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

in)
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.

키워드

예혼합 연소에서의 4Gas 측정 실험 및 부분예혼합 연,   예혼합 연소,   4Gas측정 실험,   화염온도 측정실험,   실험,   연소,   열전대