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수소 28%, 메탄 45%, 에탄 27% 일 때 이 혼합 기체의 공기 중 폭발 상한계의 값과 메탄의 위험도를 계산하시오.
폭발하한계 폭발상한계
수소 4.0 vol% 75 vol%
메탄 5.0 vol% 15 vol%
에탄 3.0 vol% 12.4 vol%
해설
① 상한계값
(28+45+27) /U = 28/75 + 45/15 + 27 /12.4에서
U = (28+45+27) / (28/75 + 45/15 + 27 /12.4) = 18.02 vol%
② 메탄의 위험도
(U-L)/L = (15-5)/5 = 2
[해설]
혼합가스의 폭발상한계는 르 샤틀리에 법칙으로 구하고, 위험도는 단일 성분의 폭발범위를 하한계로 나눈 값이다.
(V1+V2+V3) / U = V1/U1 + V2/U2 + V3/U3
100 / U = 28/75 + 45/15 + 27/12.4 = 0.373 + 3.000 + 2.177 = 5.551
U = 100 / 5.551 ≈ 18.02 vol%
H = (U − L) / L
H = (15 − 5) / 5 = 2
혼동 주의: 혼합 상한계를 구할 때는 각 성분의 하한계가 아니라 상한계를 대입한다.
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