연소공학 - 액체연료(가솔린, 경유, 중유)

연료에는 고체와 액체, 기체 연료가 존재한다.

 

연료의 표면적은 기체>액체>고체 순서이며 열전도도는 고체>액체>기체 순서이다.

 

가연물로는 표면적이 크고 열전도도가 작아야 좋다.

 

이번 시간에는 액체연료의 특징과 종류에 대해 알아보자.

 

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1. 액체연료의 특징

 -발열량이 크기 때문에 화력이 강하다.

 

 -회분이 거의 없으며 연소, 소화, 점화의 조절이 쉽다.

 

 -저장, 운반이 쉬우며 배관공사의 비용이 적게 든다.

 

 -화재, 역화의 위험이 크며, 연소온도가 높아 국부적 가열의 위험이 있다.

 

 

 

 

 2. 액체연료의 종류

 

(1) 가솔린(gasoline) - 비등점(30~200ºC), 비중(0.72~0.76), 인화점(-50~0ºC)

 - 석유제품중 가장 경질유

 

 - 착화성을 나타내는 지표  -> 옥탄가

 

 - 발열량 -> 11,000 ~11,500Kcal/kg

 

 

cf. 옥탄가

 - 휘발유의 노킹정도를 측정하는 값으로 아이소옥테인을 100, 노말헵테인을 0 을 기준으로 한다.

 

 - N-paraffine에서는 탄소수가 증가할수록 옥탄가가 저하하여 C7에서 옥탄가는 0이다.

 

 - Iso-paraffine에서는 methyl 측쇄가 많을수록, 특히 중앙부에 집중할수록 옥탄가는 증가한다.

 

 - 방향족 탄화수소의 경우 벤젠고리의 측쇄가 C3까지는 옥탄가가 증가하지만 그 이상이면 감소한다.

 

 

 

 

(2) 경유(light oil) - 비등점(180~350ºC), 비중(0.8~0.85) 

 - 가솔린보다 약간 무거움

 

 - 착화성이 좋고 인화성이 높으며 무색에 가깝다.

 

 - 착화성을 나타내는 지표  -> 세탄가 (40~60정도가 우수)

 

 - 주로 자동차와 같은 소형 고속디젤기관용으로 사용

 

 

 

 

(3) 중유(heavy oil) - 비등점(340ºC이상), 비중(0.92~0.97), 인화점(90~120ºC)

- 점도에 따라 A, B, C 중유로 나뉨  ( C 중유 > B 중유 > A 중유)

 

- 인화점은 보통 예열온도보다 약 5ºC 이상 높은 것이 좋다.

 

- 중유 중 잔류탄소의 함량은 7~16%

 

- 점도가 낮을수록 유동점이 낮아진다.

  (※ 유동점 : 석유제품을 냉각했을 때 유동상태를 유지할 수 있는 최저온도)

                        

- 비중이 클수록 유동점, 점도, 잔류탄소 증가,  발열량 감소, 연소성 나빠짐.

 

 

cf. 석유의 비중이 커지면

탄수소비(C/H), 점도, 착화점, 매연발생량 증가

발열량, 연소성 감소 

 

 

액체연료중 특히 가솔린과 경유, 중유의 특성에 대해 시험문제로 많이 출제된다. 비등점을 기준으로 각 연료별 특성을 알아두는 것이 중요하다.

 

 

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