프로판(C3H8) 1 Sm3 완전연소 건조연소가스 CO2 농도 11% 공기비

프로판(C3H8) 1 Sm3 완전연소 건조연소가스 CO2 농도 11% 공기비

25. 프로판(C3H8) 1 Sm3을 완전연소 시켰을 때

건조연소가스 중의 CO2 농도는 11%이었다.

공기비는 약 얼마인가?

① 1.05

② 1.15

③ 1.23

④ 1.39

프로판 연소 반응식

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7441 )

건조연소가스 ---> H2O 제외.

계수비 = 몰수비 = 부피비 이므로,

C3H8 : O2 : CO2 = 1 : 5 : 3 = 1 Sm3 : 5 Sm3 : 3 Sm3

① 프로판 1 Sm3 완전연소에 5 Sm3 O2 필요.

---> 이론 산소량(O_o) = 5 Sm3

② 프로판 1 Sm3 완전연소시키면, 3 Sm3 CO2 생성.

공기는 부피비로

79% N2와 21% O2로 구성되어 있으므로,

이론 공기량, A_o

A_o = O_o / 0.21

= 5 Sm3 / 0.21

= 23.81 Sm3

실제 공기량 = 이론 공기량 × 공기비(m)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/21989 )

= 23.81 Sm3 × m

= 23.81m Sm3

N2 가스량(배출량, 발생량)

= 23.81m Sm3 × 0.79

= 18.81m Sm3

실제 산소량

= 이론 산소량 × 공기비(m)

= 5 Sm3 × m

= 5m Sm3

과잉 산소량(= 미연소 산소량)

= 실제 산소량 – 이론 산소량

= 5m Sm3 – 5 Sm3

= (5m – 5) Sm3

총 건조연소가스량(G_d)

= N2 + 과잉 O2 + CO2

= 18.81m + (5m – 5) + 3

= 23.81m – 2

CO2의 % 농도 = (CO2의 양 / 총 건조연소가스량) × 100

0.11 = 3 / (23.81m – 2)

2.6191m – 0.22 = 3

m = (3 + 0.22) / 2.6191

= 1.229

답: ③ 1.23

[참고] 실제 CO2 발생량(배출량)은

공급된 연료량에 의해 결정되므로,

( CO2의 C의 양 = C3H8의 C의 양 )

공기비(m)와 무관하다.

[키워드] 공기비 계산 기준, 건조 연소가스량 기준