연소공학 - 고체 및 액체 연료의 연소계산식

1. 연소계산식(kg/kg, 중량비)

 

이론산소량

 

이론공기량

 

이때 C : 연료중 탄소의 함량

       H : 연료중 수소의 함량

       O : 연료중 산소의 함량

       S : 연료중 황의 함량

      (H-O/8) : 유효수소

       O/8 : 무효수소

 

 

 

 

2. 연소계산식(Sm3/kg, 체적비)

이론산소량

 

이론공기량

 

이때 C : 연료중 탄소의 함량

       H : 연료중 수소의 함량

       O : 연료중 산소의 함량

       S : 연료중 함의 함량 

      (H-O/8) : 유효수소

       O/8 : 무효수소

 

 

 대기환경기사 연소공학 파트에서 계산파트의 기초가 되는 부분이다. 중량비일때는 탄소와 산소, 황의 중량을 이용해서 식을 유도하고 체적비일때는 각각의 부피를 이용하면 좀 더 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

이론공기량도 이론산소량을 계산한 후에 중량비는 0.232, 체적비는 0.21 만 기억하고 있으면 쉽게 유도가 가능하다.

 

① God (이론 건연소가스량)

 = Ao - 5.6H + 0.7O +0.8N 

 = Gd - (m-1)*Ao

 = Gow - 1.244*(9H + W)

 

② Gd (실제 건연소가스량)

 = mAo - 5.6H + 0.7O +0.8N

 = God + (m-1)*Ao

 = Gw - 1.244*(9H + W)

 

③ Gow (이론 습연소가스량)

 = Ao + 5.6H + 0.7O +0.8N +1.244W

 = Gw - (m-1)*Ao

 = God + 1.244*(9H + W)

 

 

④ Gw (실제 습연소가스량)

 = mAo +5.6H + 0.7O +0.8N +1.244W

 = Gow + (m-1)*Ao

 = Gd + 1.244*(9H + W)

 

 

 

 위의 공식들은 대기기사 필기시험이나 실기시험에서도 자주 출제되는 식이다. 실제 건연소가스량 식에서 이론공기량(Ao)의 앞에 공기비(m)가 붙으면 이론 건연소가스량이 된다. 마찬가지로 실제 습연소가스량 식에서 이론공기량(Ao) 앞에 공기비(m)가 붙으면 이론 습연소가스량이 된다. 하지만 습연소가스량은 건연소가스량의 식에서 수소의 부호가 반대이며 수분의 항이 추가되었다는 차이점이 있다.

 

 

※ Rosin 식에 의한 이론공기량과 이론가스량

	이론공기량과 이론가스량	Rosin 식
고체연료(석탄) (Sm3/kg)	이론 공기량(Ao)	1.01 * (HI/1000) + 0.5
	이론 가스량 (Go)	0.89 * (HI/1000) + 1.65
액체연료 (Sm3/kg)	이론 공기량(Ao)	0.85 * (HI/1000) + 2
	이론 가스량 (Go)	1.1 * (HI/1000)

여기서 Hl는 저위발열량을 의미한다. 

 

 

 

cf. 기체연료의 연소계산식 [Sm3/Sm3]

1. 이론 산소량(Oo) = 산소의갯수

 

2. 이론 공기량(Ao) = 이론산소량(Oo) * 1/0.21

 

3. 이론 건연소가스량(God) = 0.79Ao + CO2량

 

4. 실제 건연소가스량(Gd) = (m - 0.21)Ao + CO2량

 

5. 이론 습연소가스량(Gow) = 0.79Ao + CO2량 + H2O량

 

6. 실제 습연소가스량(Gw) = (m-0.21)Ao + CO2량 + H2O량