기계공학응용실험 화염전파 예비보고서

소개

기계공학응용실험 예비보고서

목차

① 그림 1의 예혼합 화염의 구조를 화염온도, 연료와 연소생성물질의 농도를 이용하여 상세히 설명하라.
② 연소속도(Burning velocity)를 측정하는 방법에 대해 설명하여라.
③ 그림 3의 확산화염 구조를 화염온도, 연료와 연소생성물질의 농도를 이용하여 상세히 설명하라.
④ 그림 4를 이용하여 화염의 안정화 조건에 대해 설명하여라.
⑤ 화염의 소염 작용에 대해 설명 하라

본문내용

① 그림 1의 예혼합 화염의 구조를 화염온도, 연료와 연소생성물질의 농도를 이용하여 상세히 설명하라.
미연혼합기체는 예열대로 들어가면 반응대에서 발산하는 열을 공급받아 온도가 상승한다. 반응대에서는 연소의 화학반응에 의한 반응열이 발생하여 더욱 온도가 상승한다. 온도의 변곡점은 발열속도와 방열속도의 균형점으로 변곡점에서 반응대가 시작된다고 보통 정의한다. 예열대에서도 산화반응은 일어나므로 연료의 농도는 서서히 감소하고 반응 영역에서 급격히 소비되어 연소 생성물이 된다. 그 과정에서 연소의 소반응에 따른 중간생성물이 발생하고 반응대에서 나올 때는 최종연소생성물이 된다. 이 중간생성물은 예열대로 확산하여 중간생성물 속의 활성기가 연소반응을 촉진시킨다. 미연혼합기체의 속도는 화염면에 들어가 온도 상승에 의하여 서서히 속도를 상승시켜 화염대를 나온다 화염면에 대한 혼합기체의 속도는 정상상태의 경우 연소에 의한 연료혼합기체의 소비속도 즉 화학반응 속도와 같다. 이 화학 반응속도가 연소속도라고 정의 되고 있다. 일반적으로 화염의 두께는 매우 얇으므로 화염내의 온도 분포와 농도 분포를 측정하는 실험에서는 압력을 낮게 하거나 불활성가스를 혼입시켜 두께를 크게 하여 측정하는 경우가 많다.

위의 그림에서 실제 화염내에서의 온도분포와 열발생률을 측정한 예를 나타내었다. 열발생률은 온도 1000K 부근에서 비교적 급격하게 일어나 1,700K 부근에서 피크를 나타내고 있다. 이 피크는 반응대의 중간에 위치하고 그 이후 열발생율이 작아져서 반응을 완료한다. 이 실험에서는 프로판 공기를 사용하였다.

참고자료

· 없음