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1[에너지관리기사 필기] 19년 2회차
1Nm3의 메탄가스를 공기를 사용하여 연소시킬 때 이론 연소온도는 약 몇 ℃ 인가? (단, 대기 온도는 15℃이고, 메탄가스의 고발열량은 39767 kJ/Nm3 이고, 물의 증발잠열은 2017.7 kJ/Nm3 이고, 연소가스의 평균정압비열은 1.423 kJ/Nm3℃ 이다.)
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해설

메탄의 연소반응은 CH4+2O2→CO2+2H2O\mathrm{CH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O}이며, 이론공기량은 A0=2/0.21=9.524 Nm3A_0=2/0.21=9.524\ \mathrm{Nm^3}, 질소량은 0.79A0=7.524 Nm30.79A_0=7.524\ \mathrm{Nm^3}이므로 습연소가스량은 G=1+2+7.524=10.524 Nm3G=1+2+7.524=10.524\ \mathrm{Nm^3}이다.

저위발열량은 고발열량에서 생성된 수증기(2Nm3)의 증발잠열을 뺀 값으로 Hl=39767−2017.7×2=35731.6 kJ/Nm3H_l=39767-2017.7\times2=35731.6\ \mathrm{kJ/Nm^3}이다.

이론연소온도는 t=t0+HlG×Cp=15+35731.610.524×1.423≈15+2386≈2401 ∘Ct=t_0+\dfrac{H_l}{G\times C_p}=15+\dfrac{35731.6}{10.524\times1.423}\approx15+2386\approx2401\,^{\circ}\mathrm{C}로, 보기 중 2402℃에 해당하는 값이다.

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