모두CBT | 국가고시 실기시험 부시기!

열역학 및 연소관리 해설 페이지

열역학 및 연소관리

      1

      열역학 및 연소관리

      공기비에 대해 설명하시오.

      이론 공기량에 대한 실제공급 공기량의 비이다

      m = 실제공기량(A) / 이론공기량(Ao)

      2

      열역학 및 연소관리

      기체연료의 특징

      <장점>

      1. 연소효율이 높고 연소제어가 용이하다.

      2. 회분 및 황성분이 없어 전열면 오손이 없다.

      3. 적은 공기비로 완전연소가 가능하다.

      4. 저발열량의 연료로 고온을 얻을 수 있다.

      5. 완전연소가 가능하여 공해문제가 없다.

      <단점>

      1. 저장 및 수송이 어렵다.

      2. 가격이 비싸고 시설비가 많이 소요된다.

      3. 누설 시 화재, 폭발의 위험이 크다.

      3

      열역학 및 연소관리

      실제연소(배기)가스량(G) =

      이론연소(배기)가스량(Go) + 과잉공기량

      Go + (공기비 - 1) x 이론공기량

      Go + (m - 1) x Ao

      4

      열역학 및 연소관리

      단열 팽창 시 내부에너지 변화

      1. 단열변화 시 P, V, T 관계식 (dQ = 0)

      T2 / T1 = (V1 / V2)k-1 = (P2 / P1)(k-1 / k)


      2. 단열 팽창 시 내부 에너지 변화

      Cv(T2 - T1)

      5

      열역학 및 연소관리

      액체 연료의 점도와 관련이 있는 것

      1. 푸아즈: 절대점도

      2. 스토크스: 동점도

      3. 캐논 - 펜스케: 점도측정

      6

      열역학 및 연소관리

      탄소(C)의 연소

      1. 연소방정식

      1C + 1O2 -> 1CO2 + 8100kcal/kg

      7

      열역학 및 연소관리

      통풍력을 발생시키는 방법

      1. 자연통풍: 연돌에 의한 통풍방식으로 배기가스와 외부공기와의 비중량차

      (밀도차)에 의해서 통풍력이 발생되는 것


      2. 강제통풍: 송풍기를 이용하는 것

      - 압입 통풍: 송풍기를 연소실 앞에 두고 연소용 공기를 대기압 이상의

      압력으로 연소실에 밀어 넣는 방식

      -흡입 통풍: 송풍기를 연도 중에 설치하여 연소배기가스를 직접 흡입

      하여 강제로 배출시키는 방법

      -평형 통풍: 압입통풍과 흡입통풍을 병행하는 방식

      8

      열역학 및 연소관리

      가역과정

      엔트로피는 불변이므로 0이다.

      9

      열역학 및 연소관리

      이상기체의 단열변화 과정

      P, V, T 관계식(dQ = 0)

      PV^K(일정)(const)

      10

      열역학 및 연소관리

      등압하에서 필요 열량

      P(V2 - V1) = R(T2 - T1)

      11

      열역학 및 연소관리

      이상기체 상태방정식

      PV = GRT에서 R = 8.314/M[kJ/kgK]

      분자량[m]이 2배 증가하면 기체 상수(R)은 1/2배로 된다.

      12

      열역학 및 연소관리

      연소의 3요소

      1. 가연물질

      2. 산소공급원

      3. 점화원

      13

      열역학 및 연소관리

      엔트로피 변화

      물 1kmol은 18kg이며, 1kg당 기화열은 2257(kJ/kg)이다.

      dS = dQ/T = 2257+18/273+100

      14

      열역학 및 연소관리

      샤를의 법칙

      압력이 일정할 때 일정량의 기체가 차지하는 부피는 절대온도에 비례한다.

      P1V1/T1 = P2V2/T2, V1/T1 = V2/T2

      15

      열역학 및 연소관리

      정압비열, 정적비열

      정압비열이 정적비열보다 항상 크다.

      16

      열역학 및 연소관리

      연돌의 통풍력을 증가시키는 방법

      - 연돌의 높이가 높을수록

      - 연돌의 단면적이 클수록

      - 연돌의 굴곡부가 적을수록

      - 배기가스 온도가 높을수록

      - 외기온도가 낮을수록

      - 습도가 낮을수록

      - 연도의 길이가 짧을수록

      - 배기가스의 비중량이 작을수록

      - 외기의 비중량이 클수록

      17

      열역학 및 연소관리

      카르노 사이클

      2개의 단열과정과 2개의 등온과정으로 이루저인 열기관의 이론적 이상 사이클이다.

      18

      열역학 및 연소관리

      엔트로피(kJ/kgK)

      - 엔트로피는 온도와 같이 감각으로 느낄 수 없다.

      - 에너지와 같이 측정할 수도 없다.

      - 어떤 물질에 열을 가하면 엔트로피는 증가하고 냉각시키면 감소하는

      물리학상의 상태량이다.

      - 열역학 제 2법칙과 관련된 것으로 가역과정일 경우 엔트로피 변화는 없다.

      - 자유팽창, 종류가 다른 가스의 혼합, 액체 내의 분자의 확산 등의 비가역

      과정일 때는 엔트로피가 증가한다.

      19

      열역학 및 연소관리

      원심식 송풍기의 상사법칙

      원심 송풍기의 통풍압력을 2배로 높이려면 회전수는 루트2배 증가시키면 된다.

      20

      열역학 및 연소관리

      선회방식 보염기

      <종류>

      축류식, 반경류식, 혼류식


      버너 팁 선단에 부착하여 착화를 원활하게 하고, 화염의 안정된 연소를 도모하는 장치로 선회기를 설치하여 연소용 공기에 선회운동을 주어 원추상으로 분사시켜 내측에 저압부분의 형성으로 저속 영역을 만들어 착화를 쉽게 하는 것으로 선회기 방식, 스태빌라이저, 콤버스터가 있다.

      21

      열역학 및 연소관리

      세정식 집진장치

      <원리>

      분진이 포함된 배기가스를 세정액이나 액막 등에 충돌시키거나 접촉시켜 액체에 의해 포집한다.


      <종류>

      유수식, 가압수식, 회전식

      유수식: S형, 임펠러형, 회전형, 분수형, 나선가이드베인형

      가압수식: 벤튜리스크레버, 제트스크레버, 사이클론스크레버, 충진탑

      회전식: 타이젠 와셔, 충격식 스크레버

      22

      열역학 및 연소관리

      착화온도(착화점)

      가연물질이 공기 중에서 온도를 상승시킬 때 점화원이 없어도 스스로 연소를 시작하는 최저온도를 말하는 것으로 발화온도, 발화점이라고도 한다.

      23

      열역학 및 연소관리

      옐로우 팁

      불꽃의 끝이 적황색으로 되어 연소하는 현상으로 연소반응이 충분한 속도로 진행되지 않을 때, 1차 공기량이 부족하여 불완전연소가 될 때 발생된다.

      24

      열역학 및 연소관리

      증기압력 상승 시 현상

      - 포화수 온도 상승

      - 포화수 부피 증가

      - 포화수 비중 감소

      - 물의 현열 증가, 증기의 잠열 감소

      - 건포화증기 엔탈피 증가

      - 증기의 비체적 감소

      25

      열역학 및 연소관리

      고정탄소 구하는 공식

      100 - (수분 + 회분+ 휘발분)

      26

      열역학 및 연소관리

      압력제한기

      증기압력을 검출하여 설정된 압력에 이르면 연료공급을 차단하는 신호를 발생하는 발신기의 일종이다.


      <압력조절기>

      압력조절기에 설정된 비례대 하한압력을 기준하여 벨로즈의 신축에 따른 내부의 저항이 변화하여 연료량과 함께 공기량을 조절하는 컨트롤 모터를 작동시키는 장치이다.

      27

      열역학 및 연소관리

      열역학 법칙

      <제2법칙>

      -방향성을 제시한 비가역 법칙이다.

      -열은 고온에서 저온으로 흐른다.

      -엔트로피가 증가한다는 법칙이다.

      28

      열역학 및 연소관리

      화염검출기의 종류

      플레임아이(광학적 화염검출기)

      : 화염에서 발생하는 빛을 검출하는 방법으로 적외선, 가시광선 및 자외선의 영역별로 다르게 검출하는 특성이 다른 황화카드뮴 광전셀, 황화납 광전셀, 자외선 광전관, 정류식 광전관 등의 화염 검출기가 있다.


      플레임로드(전기전도 화염검출기)

      : 화염이 가지는 전기전도성을 이용한다. 전기전도 화염검출기에는 단순하게 화염이 가진 도전성을 이용하는 도전식과 검출기와 화염에 접하는 면적의 차이에 의한 정류효과를 이용한 정류식이 있다.


      스택스위치(열적 화염검출기)

      : 화염의 열을 이용하여 특수 합금판의 서모스탯이 감지하여 작동하는 것으로 주로 가정용 소형 보일러에만 이용되고 있다.

      29

      열역학 및 연소관리

      기체연료 연소방식인 예혼합연소방식(내부혼합식)의 특징

      - 가스와 공기의 사전 혼합형이다.

      - 화염이 짧으며, 고온의 화염을 얻을 수 있다.

      - 공기와 가스를 예열하여 사용할 수 있다.

      - 연소부하가 크고, 역화의 위험성이 있다.

      30

      열역학 및 연소관리

      액화석유가스(LPG)의 특징

      - 가스는 공기보다 무겁다.

      - 액상은 물보다 가볍다.

      - 액화, 기화가 쉽다.

      - 기화하면 체적이 커진다.

      - 기화열(증발잠열)이 크다.

      - 물에는 잘 녹지 않으며, 무색, 무미, 무취하다.

      - 천연고무, 윤활유, 구리스 등에 용해성이 있다.

      - 정전기 발생이 쉽다.

      31

      열역학 및 연소관리

      탄화도 증가에 따른 현상

      - 발열량 증가

      - 연료비 증가

      - 연전도율 증가

      - 인화점, 착화온도 증가

      - 비열 감소

      - 연소속도 감소

      - 수분, 휘발분 감소

      32

      열역학 및 연소관리

      건도(x)

      증기속에 함유되어 있는 물방울의 혼용률로 수증기 1kg 속에 포함되어 있는 건포화증기의 양을 습증기 1kg으로 나눈 값이다.

      - 포화수의 건도: 0

      - 습증기의 건도: 0 < x < 1

      - 건포화증기의 건도 = 1

      - 과열증기의 건도 = 1

      - 건도가 x일 때 습도는 1 - x이다.

      33

      열역학 및 연소관리

      집진장치의 종류

      건식 집진장치

      - 중력식

      - 관성력식

      - 원심력식

      -사이클론식

      -멀티클론식

      - 여과식

      -백필터


      습식 집진장치

      - 벤투리 스크레버

      - 제트 스크레버

      - 사이클론 스크레버

      - 충전탑(세정탑)


      전기식 집진장치

      - 코트렐 집진기

      34

      열역학 및 연소관리

      35

      열역학 및 연소관리

      36

      열역학 및 연소관리

      37

      열역학 및 연소관리

      38

      열역학 및 연소관리

      39

      열역학 및 연소관리

      40

      열역학 및 연소관리

      41

      열역학 및 연소관리

      42

      열역학 및 연소관리