어떤 탄화수소 C a H b 의 연소가스를 분석한 결과, 용적 %에서 CO 2 :8.0%, CO:0.9%, O 2 :8.8%, N 2 :82.3%이다. 이 경우의 공기와 연료의 질량비(공연비)는? (단, 공기의 분자량은 28.96이다.)

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어떤 탄화수소 CaHb의 연소가스를 분석한 결과, 용적 %에서 CO2:… | [에너지관리기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 20년 2회차

어떤 탄화수소 C_aH_b의 연소가스를 분석한 결과, 용적 %에서 CO₂:8.0%, CO:0.9%, O₂:8.8%, N₂:82.3%이다. 이 경우의 공기와 연료의 질량비(공연비)는? (단, 공기의 분자량은 28.96이다.)

해설

건연소가스 100mol을 기준으로 하면 연료의 탄소는 모두 CO2와 CO로 나타나므로 탄소는 $8.0+0.9=8.9\,\mathrm{mol}$ 이다. 질소는 모두 공급공기에서 온 것이므로 공기량은 $82.3/0.79\approx104.2\,\mathrm{mol}$ , 공급된 산소는 $104.2\times0.21\approx21.88\,\mathrm{mol}$ 이다.

산소수지를 세우면 CO2 생성에 8.0mol, CO 생성에 0.45mol이 쓰였고 미반응으로 남은 산소가 8.8mol이므로 합이 17.25mol이다. 나머지 $21.88-17.25\approx4.63\,\mathrm{mol}$ 이 수소를 태워 수증기를 만드는 데 쓰였으므로, 생성된 수증기는 9.25mol이고 연료 속 수소 원자는 18.5mol이다.

따라서 연료의 질량은 $8.9\times12+18.5\times1\approx125$ , 공기의 질량은 $104.2\times28.96\approx3017$ 이 되어, 공연비(질량비)는 $3017/125\approx24$ 로 계산된다.

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