고려대학교 기계공학실험II [A+학점, 분반 3등] Heating Value 실험 결과보고서

소개글

고려대학교 기계공학실험2 실험 결과보고서입니다.
2020년 2학기 기계공학실험2에서 분반에서 5등 이내의 총합성적을 받았으며, A+의 학점을 받았습니다.
제가 직접 만든 자료이므로 표절의 우려가 없습니다. 구체적으로 서술한 보고서입니다.

목차

1. Heating Value Experiment 실험에 관한 설명

2. Heating Value 실험 핵심 Theory

3. 실험의 큰 틀
1) Record experimental values on the sheet
2) Draw a graph of Time and Temperature refer to the sheet.
3) Calculate W benzoic acid. (Consider the heating value.)
4) Apply W to calculate the heating value of the fuel and anticipate the type of the fuel by comparing the experimental and literal value of the fuel. In Addition, analyze the cause of error in the comparison.

4. 오차의 원인
1) 저울의 무게 측정 오차
2) 퓨즈의 길이 측정 오차
3) Heating Value equipment에서 쓰이는 물 Volume 오차

본문내용

연료의 연소과정은 발열활동이다. 연료는 열에너지의 Source(원천)이고 연료의 열에너지의 용량은 “발열량” 또는 “Heat of reaction”으로 정의된다. 이번 실험에서, 연료의 발열량은 Oxygen Bomb calorimeter(연소열 측정장치)로 측정하는 것이 목적이다.

Heat of reaction은 정적과정에서는 Qv = Up(T2,V) – Up(T0,V)로 계산되며
정압과정에서는 Qp = Hp(T2,V) – Hp(T0,V)로 계산된다.
참고로, Solid-fuel의 경우 Isochoric heating(등체적 heating)이며, Gas-fuel의 경우는 Isobaric heating(등압 heating)이 된다. Liquid fuel의 발열량 같은 경우는 Bomb calorimeter와 Steady flow calorimeter 모두를 사용해 측정하게 된다.

실험 Manual에서 주어진 Heating Value식이 이번 Experiment의 핵심식이고 이것으로 W benzoic acid를 계산해야 한다. 물론 이 결과값을 바탕으로 미지연료의 정체를 알아낼 것을 추측할 수 있다. 이번 실험에서 질산(nitric acid)와 황산(sulfuric acid)는 사용되지 않아 e1, e2값을 0으로 둘 수 있다.

Low Heating Value는 저위 발열량 High Heating Value에서 수증기의 증발열을 뺀 값을 의미한다. 통상적으로, 고체나 액체 연료의 경우는 Heating Value를 Low Heating Value 기준으로 하는데, 그 이유는 고체나 액체 연료의 경우 연료를 기화하여 연소시키기 위해 연료중의 수분을 증발시켜야 하기 때문이다. 그리고 연소시 연소가스의 온도는 통상 200~300℃가 넘기 때문에 응축에 이용되는 일이 거의 없다.

참고 자료

고려대학교 기계공학실험2 Manual
Heating Value
https://www.researchgate.net/figure/Literature-values-for-benzoic-acid_tbl4_224893471