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출제 18-3

부탄(C₄H₁₀)이 완전연소하기 위한 화학양론식과 완전연소에 필요한 최소산소농도는? (단, 부탄 하한계는 1.6vol%이다)
해설
[사진참고]


[해설]

완전연소에서 탄소는 이산화탄소로, 수소는 물로 산화되므로 부탄의 화학양론식은 C4H10+6.5O24CO2+5H2OC_4H_{10} + 6.5O_2 \to 4CO_2 + 5H_2O이며, 계수를 정수로 맞추면 2C4H10+13O28CO2+10H2O2C_4H_{10} + 13O_2 \to 8CO_2 + 10H_2O가 된다. 최소산소농도(MOC)는 폭발하한계에 연료 1몰당 필요한 산소 몰수를 곱해 구하므로 MOC=LFL×nO2nfuel=1.6×6.5=10.4MOC = LFL \times \frac{n_{O_2}}{n_{fuel}} = 1.6 \times 6.5 = 10.4, 즉 10.4 vol%다. MOC 미만의 산소 농도에서는 연료 농도와 관계없이 연소가 성립하지 않으므로 이 값이 불활성 가스 퍼지의 목표 기준이 된다.

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