20-3A, B, C 세 가지 가연성 가스의 폭발범위가 아래와 같다. … | 2020년 위험물기능사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

(1) $\dfrac{100}{L} = \dfrac{50}{5} + \dfrac{30}{3} + \dfrac{20}{2}$, $\dfrac{100}{U} = \dfrac{50}{15} + \dfrac{30}{12} + \dfrac{20}{10}$

(2) 3.33 ~ 12.77 %

[해설]

여러 가연성 가스가 섞인 혼합가스의 폭발한계는 르 샤틀리에의 법칙으로 구한다.

$\dfrac{100}{L_m} = \dfrac{V_1}{L_1} + \dfrac{V_2}{L_2} + \dfrac{V_3}{L_3}$

여기서 $V$는 각 성분가스의 부피분율(%), $L$은 그 가스의 폭발한계(%)다. 상한값도 같은 식에 각 가스의 상한을 넣어 구한다.

먼저 부피비 5 : 3 : 2를 백분율로 바꾸면 전체가 10이므로 A는 50 %, B는 30 %, C는 20 %가 된다.

폭발하한계

$\dfrac{100}{L} = \dfrac{50}{5} + \dfrac{30}{3} + \dfrac{20}{2} = 10 + 10 + 10 = 30$

$L = \dfrac{100}{30} = 3.33\,\%$

폭발상한계

$\dfrac{100}{U} = \dfrac{50}{15} + \dfrac{30}{12} + \dfrac{20}{10} = 3.3333 + 2.5 + 2 = 7.8333$

$U = \dfrac{100}{7.8333} = 12.77\,\%$

따라서 이 혼합가스의 폭발범위는 3.33 ~ 12.77 %다. 하한은 가장 낮은 성분(2 %)보다 높고 상한은 가장 높은 성분(15 %)보다 낮아, 혼합가스의 폭발범위가 성분가스들의 범위 사이에 들어온다는 점으로 답을 검토할 수 있다.