화학양론조성비(소방기술사 제118회 기출문제)

 

 

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<소방기술사 제118회> 프로판의 연소식을 적고 화학양론조성비, 연소상한계, 연소하한계, 최소산소농도~

 

화학양론조성비(화학양론계수, Cst : Chemical Stoichiometry)

1. 개요

① 화학양론조성비란 상온, 상압의 가연성 가스·공기 계에서 완전연소에 필요한 농도비율을 말하며 Cst vol %로 나타낸다. 

② 몰비(mol ratio)인 Cst는 탄화수소 연료가 완전연소라고 가정하였을 때의 양론적 계수로서 관련식은 아래와 같다. 

③ 가연성 혼합기의 농도가 화학양론농도일 겨우 연소나 폭발이 가장 일어나기 쉬운데 이는 화학양론농도에서는 발열량과 발열속도가 아주 큰 반면 방산열량이 크지 않기 때문에 온도가 급격히 상승하고 격렬한 연소가 된다. 

④ 반면에 혼합기 농도가 한계농도에 가까울수록 연소가 어렵게 되는데 산화발열량이 작아 방산열량에 가깝기 때문에 온도는 올라가지 않고 반응은 빨리 진행 되지 않기 않기 때문이다.

화학양론조성비
완전연소 농도비율, 연소나 폭발이 가장 일어나기 쉬움

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2. 프로판의 연소식, 화학양론조성비, 연소상한계, 연소하한계, 최소산소농도

 

1) 프로판의 연소식

 

  C3H8 + 5O2 ~> 3CO2 + 4H2O

 

2) 화학양론조성비

 

3) 연소한계

 

  ① 연소상한계

       UFL = 3.5 Cst = 3.5 x 4.03 = 14.105

   

  ② 연소하한계

      LFL = 0.55 Cst = 0.55 x 4.03 = 2.217

 

4) 최소산소농도

             = 2.217 X 5 = 11.085

화학양론조성비 - 완전연소 필요농도
연소상한계 - 연소범위 상한
연소하한계 - 연소범위 하한
최소산소농도 - 연소지속 최저농도

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연소범위, 연소한계(소방기술사 제119회 기출문제)