연소공학 - 열발생율, 이론연소온도, 소요동력 계산식

1. 열발생율 [kcal/m3*hr] 계산식

 

열발생율 계산식

 

 

 

ex) 가로, 세로, 높이가 각각 3m, 1m, 1.5m인 연소실에서 연소실 열발생율을 2.5*10^5kcal/m3hr 가 되도록 하려면 1시간에 중유를 몇 kg 연소시켜야 하는가?

(단, 중유의 저위발열량은 11,000kcal/kg)

 

 

풀이

 

열발생율과 연료의 저위발열량, 체적을 알면 시간당 필요한 연료량을 계산할 수 있다.

 

열발생율 = (저위발열량 * 연료량) / 체적 에서

연료량 = (체적 * 열발생률) / 저위발열량

 

따라서 문제에 주어진 값을 넣어 계산하면 다음과 같다.

 

연료량 = (2.5*10^5) * (3m*1m*1.5m) / 11000kcal/kg

          = 102.27kg/hr

 

 

 

2. 이론연소온도 계산식

 

이론연소온도 계산식

 

 

 

ex) 저위발열량이 5,000kcal/Sm3의 연소가스의 이론적 연소온도(℃)를 계산하시오.

(단, 이론적 연소가스량은 15Sm3/Sm3, 연소가스 평균정압 비열은 0.35kcal/Sm3, 기준온도는 0℃)

 

 

풀이

 

 

위 문제에서는 가스량이 주어졌으므로 문제에 주어진 조건들을 공식에 대입해서 이론연소온도를 구하면 된다.

 

t2 = Hl / (G * C) + t1

    = 5,000 / (15 * 0.35) + 0℃

    = 952.38℃

 

 

 

 

3. 소요동력 계산식

 

 

소요동력 계산식

 

 

 

 

소요동력을 구하는 계산식은 kW와 HP 두가지 식이 있다. 분모의 계수값의 차이에 유의하여 둘다 암기하는 것이 좋다

 

ex) 압력손실이 300mmH2O이고, 처리가스량이 45,000m3/h 인 집진장치의 송풍기 소요동력(kW)을 계산하라

(단, 송풍기의 효율은 65%, 여유율은 1.3이다.)

 

 

풀이

 

문제에서 구하라는 소요동력의 단위 (kW) 를 확인한 후 소요동력 계산식을 사용하면 된다.

 

kW = (Ps * Q) / (102 * η) * α

     = (300mmH2O * 45,000m3/hr * 1hr/3600s ) / (102 * 0.65) * 1.3

     = 73.53kW