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1[에너지관리기사 필기] 18년 3회차
공기비 1.3에서 메탄을 연소시킨 경우 단열연소온도는 약 몇 K인가? (단, 메탄의 저발열량은 49 MJ/kg, 배기가스의 평균비열은 1.29 kJ/kgㆍK이고 고온에서의 열분해는 무시하고, 연소 전 온도는 25℃이다.)
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해설

메탄 1kg을 완전연소시키는 데 필요한 이론공기량은 Ao=40.23217.2 kgA_o = \dfrac{4}{0.232} \approx 17.2\ \mathrm{kg}(공기 중 산소의 질량비 23.2% 적용)이며, 공기비 1.3을 적용한 실제공기량은 1.3×17.222.4 kg1.3 \times 17.2 \approx 22.4\ \mathrm{kg}이다.

연료 1kg과 합친 연소가스 총질량은 약 23.4kg이므로, 열수지식 Ql=mg×cp×ΔTQ_l = m_g \times c_p \times \Delta T에서 ΔT=4900023.4×1.291620 K\Delta T = \dfrac{49000}{23.4 \times 1.29} \approx 1620\ \mathrm{K}가 되고, 연소 전 온도 298K를 더하면 단열연소온도는 약 1920~1930K로 계산되어 1932K에 가장 가깝다.

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