분젠 버너 토치 팁 제작

소개글

분젠버너로 제한시간 동안 물을 빨리 가열 할 수 있는 형상의 팁을 제작하는 기획서입니다.

목차

과제 수행 요약문
Ⅰ. 과제의 목적 및 필요성
화염의 가시화와 그 모양에 따른 열의 집중도를 이해하고 분석한다.
Ⅱ. 과제의 내용 및 범위
분젠 버너의 토치 팁 모양을 최대한 빨리 물 100°c 이상으로 끓이기 위한
형상으로 최적 설계한다.
Ⅲ. 과제 수행결과
실 제작은 할 수 없었지만, 그에 준하는 설계로 목표를 달성한다.
Ⅳ. 향후 진행 계획
제작 후 실험을 통해 이론으로만 예상했던 결과를 확인해 보고자 한다.

본문내용

에너지에 대한 연료 절감과 효율을 고려해 같은 연료로 최대의 효과를 만들기 위해 분젠버너에서 발생하는 열을 효과적으로 제어해 제한 조건인 직경 20mm인 분젠버너 토치의 팁 형상을 제작해 비커에 들어있는 물을 최단신간에 끓이고자 한다.

2. 과제 관련된 기술의 현황
초창기 버너는 분젠버너 중 리본타입을 사용했으나 일부업체는 원통형 버너를 사용하기도 했다. 요즘은 분젠버너 중 염공이 일자형으로 된 버너를 대부분 사용하는 추세라는 것이 업계의 설명이다.
분젠버너는 화염의 안정성이 우수하고 역화가 발생할 위험성이 적다는 장점 때문에 현재까지도 대부분의 가정용 보일러에 가스 출구부분이 슬릿형상인 버너로서 채용되고 있다. 그러나 분젠버너는 구조적으로 버너의 화염이 길고 화염온도가 높을 뿐만 아니라, 연소에 필요한 공기량이 이론 공기량보다 훨씬 더 많은 양의 과잉공기 상태를 요구하는 예혼합 화염(Premixed Flame)을 형성하기 때문에 고온의 배기가스 배출로 인한 열손실량과 공해물질(NOx 및 CO 등)의 배출량이 많아서 가스연소기기의 효율 극대화와 공해물질을 저감화 등을 기하는 데에는 한계를 갖고 있다. 따라서 최근에는 NOx 발생이 적은 희박 예혼합 화염을 형성하는 버너와 혼용하여 사용함으로써 질소산화물의 발생을 현저히 줄이는 기술이 개발되어 있다.

3. 과제 수행 내용 및 결과

3.1 문제의 해석
분젠버너 그대로 물을 가열하면 시뮬레이션한 것과 같이
(비커의 형상은 임의로 선정 - 실험 조건에서 생략된 부분)
열의 집중도가 뛰어나 단순히 물 하나만을 끓이기 위한 것이라면, 불꽃이 집중되는 방법이 물의 유동이 빨라 단시간에 물을 끓이는데 효과적이다.
하지만, 그렇게 되면 텀프로젝트의 분젠 버너 팁을 만드는 의의가 없어지므로, 또 물을 끓이는데 있어 충분한 온도로 올라갈 수 있는 분젠버너의 장점을 고려해 제시된 문제 해석을 열이 골고루 분산되는 쪽으로 팁을 제작하고자 한다.

참고 자료

다음 카페 ‘버너 사랑해’
화학공학
분젠버너 - 백승태
(주)전영 - 재료선정방법