[액체 및 고체연로의 발열랑 측정] 액체 및 고체연로의 발열랑 측정
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액체 및 고체연로의 발열랑 측정 실험 A+자료입니다~
정성껏 쓴것이니 참고하시길 바랍니다~
- 목차
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1.실험 제목
2.실험 목적
3.이론
●고위발열량과 저위발열량
4.실험방법
5.실험 결과 및 정리
1)실험결과
■실험결과 정리
1)상승 온도
2)연료의 고발열량
3)측정한 시간과 온도의 관계를 그래프로 작성
6.토의
(1) 실험 종료 후 연소 봄 내의 연소가스의 성분은 어떤 것인지 설명하라.
(2) 연료의 정적발열량, 정압발열량, 고위발열량, 저위발열량을 설명하고 본 실험에서 얻은 발열량은 어떤 발열량에 해당하는가?
(3) 연료계의 물당량은 무엇을 나타내는지 설명하시오
(4) 실험에 사용한 연료의 문헌에 나와 있는 발열량 값과 실험에서 얻은 연료의 발열량 값을 비교하시오.
7.토의 및 고찰
- 본문내용
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3.이론
●고위발열량과 저위발열량
발열량(heating value)이라는 것은 연료에 대해서만 정의되는 양이다. 연료의 발열량이란 완전연소 생성물의 온도를 반응물의 초기 온도까지 낮출 때 얻은 총열로 정의되며 연료의 연소 과정은 발열반응이므로 연료의 발열량은 항상 양의 값이 된다. 따라서 연소 과정이 정압 상태에서 진행된다면 발열량은 연소열과 같으며 반응열과는 절대 값은 같으나 부호는 반대가 된다. 또한 발열량은 연료 단위 질량당(kJ/kg,고체나 액체 연료) 또는 연료 단위 체적당(kJ/m ,기체 연료)의 값으로 보통 표시한다.
대부분의 연료는 수소 성분을 함유하고 있으므로 생성물 중에 물이 존재한다. 이 물은 증기인 기체 상태로 존재할 수도 있고 액체 상태로 존재할 수도 있다. 물의 상태에 따라 발열량 값이 달라지므로 고위발열량(higher heating value, Q-Q)과 저위발열량 (lower heating value, Q) 으로 구분한다. 고위발열량은 물이 액체 상태로 존재하는 것을 기준으로 하므로 저위발열량 보다 물의 응축열만큼 큰 값이 된다. 발열량 또는 연소열 은 반응물이 연소한 후 연소 생성물이 냉각되어 연소 초기온도까지 도달하는 동안에 외부로 전달된 열량으로 정의되며, 연소조건에 따라 정압 발열량과 정적 발열량으로 구분한다. 연료의 연소는 대부분 정압 하에서 일어난다. 정압 발열량은 열역학 제 1법칙에 의하여 연소 생성물의 엔탈피와 반응물의 엔탈피 차이로써 표시된다. 즉,한 개 이상의 반응물이 연소되어 한 개 이상의 생성물로 되었을 때, hRP를 연료의 mole당 연 소 엔탈피라 하면, 식(6. 1)로 표시된다. 여기서 P와 R는 생성물과 반응물을 나타내며, n은 mole수, e 및 i는 생성물과 반응물과 반응물의 각 성분, 는 기준상태(25℃, 0.1MPa)에서의 mole당 생성엔탈피(enthalpy of formation), 는 기준상태와 임의의 온도, 압력하에서의 엔탈피와의 차이이다.정압발열량은 정압연소하에서 외부로 전달된 열량이므로 가 된다, 정적발열도 역시 열역학 제1 법칙에 의하여 연소 생성물과 반응물의 내부 에너지 차이로서 표시되며, 연소내부 에너지를 URP라 하면, 식(6. 2)와 같이 된다. 고체 빛 액체의 체적을 무시하고 기체는 이상기체라 가정하면 식(6. 2)는식(6․3)이다. 여기서 은 일반 기체상수, T는 절대온도, n 는 생성물과의 기체mole 수 차이 이고, 정적발열량은 이다. 그러므로 연소로 인한 체적 변화가 없다면, 즉 생성물과 반응물과의 기체mole수 차이이고, 와 는 서로 같으며, 연소 중 체적이 감소하면 체적 감소 중 행한 일만큼 정적발열량이 낮아지나 대부분의 연로에서 그 차이는 매우 적으므로 보통 무시한다. 또한 연소 초기 및 최종온도에 따라 값의 차이가 있으나, 그 변화량도 매우 적으므로 일반적으로 25℃를 기준온도로 선택하여 발열량을 표시한다.수소를 포함한 연로의 발열량은 연소 생성물에 포함된 물 (H2O)의 최종상태가 액체인가 기체인가에 따라 측정온도에서의 증발잠열만큼 생긴다. 이 때 최종상태가 액체인 경우를 고발열량(higher heating value : HHV), 기체인 경우를 저발열량(lower heating value; LHV)이라 부르고, 다음의 관계가 성립한다.
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7.토의 및 고찰
이번 발열량 측정실험에서는 연료의 발열량을 측정해 봄으로써 열량계의 사용방법을 익히고, 발열량에 대한 이해를 깊게 하는 것이 목적이었다.
실험에서 연료로 백등유를 사용하여 실험장치 봄열량계를 통해 백등유의 발열량을 구할수 있었다. 여기서 발열량(heating value)이라는 것은 연료에 대해서만 정의되는 양이다. 연료의 발열량이란 완전연소 생성물의 온도를 반응물의 초기 온도까지 낮출 때 얻은 총열로 정의되며 연료의 연소 과정은 발열반응이므로 연료의 발열량은 항상 양의 값이 된다. 따라서 연소 과정이 정압 상태에서 진행된다면 발열량은 ===중략====
생성된 열(연소열, 발열량) = 누적된 열 과 같아진다. 하지만 실험에서 측정한 발열량은 물에 누적된 열(온도)만을 측정한 것이기 때문에 약 35.5%라는 큰 오차가 발생한 것 같다. 정확한 실험을 위해서는 실험장치인 봄에서 누적된 열을 측정하여 더해 주어야할 것이다. 다시 말해, 봄열량계에서의 연료의 발열량의 정확한 측정을 위해서는 물에서의 누적된 열량과 ====중략=====
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