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다음 [보기]에 제시된 비율대로 혼합된 기체의 폭발 하한값(LEL, Lower Explosive Limit)을 계산하시오. 각 기체는 특정 물질의 반응으로 생성된 것입니다.
[보기]
- 탄화알루미늄과 물이 반응하여 생성된 기체: 30vol% (이 기체는 메탄(CH₄)임)
- 탄화칼슘과 물이 반응하여 생성된 기체: 45vol% (이 기체는 아세틸렌(C₂H₂)임)
- 아연과 황산이 반응하여 생성된 기체: 25vol% (이 기체는 수소(H₂)임)
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해설
LFL_mix
= 100 / ( (V₁/LFL₁) + (V₂/LFL₂) + (V₃/LFL₃) )
= 100 / ( (30/5) + (45/2.5) + (25/4) )
= 100 / (6 + 18 + 6.25) = 100 / 30.25 = 3.31
[해설]
※ 반응식
탄화알루미늄과 물: Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄
(메탄)
탄화칼슘과 물: CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂ (아세틸렌)
아연과 황산: Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂ (수소)
※ 연소범위
- 메탄 (CH₄) : 5 ~ 15vol%
- 아세틸렌 (C₂H₂) : 2.5 ~ 81vol%
- 수소 (H₂) : 4 ~ 75vol%