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발열량 측정 실험
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1.실험 목적
동력장치나 열장치에 사용된 연료의 연소를 통해 얻어지는 에너지를 계산 하기 위해서는 사용 연료의 발열량을 알아야 한다.
실험에서 고체 연료 및 점도가 큰 액체 연료의 발열량 측정에 이용되는 봄베(Bomb)열량계를 사용하여 발열량을 측정해 봄으로서 봄베(Bomb)열량계의 사용 방법을 숙지하고, 발열량에 대해 이해 하도록 한다.
2.실험원리 및 이론
1)실험원리
연소는 연료 중의 원소나 화합물이 결합하는 산화 반응이다. 연료가 공기 중에서 연소하면 대개 이산화탄소와 물이 생성되면서 에너지가 방출된다. 이 때 방출되는 에너지의 대부분은 열과 빛의 형태로 방출되며 그 중에서 열의 형태로 방출되는 에너지를 연소열이라고 한다.
봄베 열량계는 반응 물질이 들어있는 용기를 물에 넣고 반응시키면 흡수하는 열량 때문에 물의 온도가 올라가거나 내려가는데, 이 때 반응 전 물의 온도와 반응 후 물의 온도 차이에 의해 반응열을 측정하는 장치이다.
2)발열량
반응열은 열역학 제 1법칙을 일정 압력, 온도하의 연소 과정에 적응하여 구한 열출입량으로 모든 화학반응에서 사용될 수 있다. 그러나 발열량이라는 것은 연료의 연소 과정에 대해서만 정의되는 양이다.
연료의 발열량이란 연료가 완전 연소하여 생성물의 온도를 반응물의 초기 온도 까지 낮출 때 얻은 총열로 정의되며 연료의 연소 과정은 발열반응이므로 그 값은 항상 양의 값이 된다. 따라서 연소 과정이 정압 상태에서 진행된다면 발열량은 연소열과 같으며 반응열과는 절대 값은 같으나 부호는 반대가 된다. 또한 고체 및 액체연료의 경우에는 그 단위 중량(1kg)의 연소로 발생하는 열량을 kcal로 나타내고, 기체 연료의 경우에는 표준 상태에서 단위 체적(1Nm³)이 연소할 때 발생하는 열량을 kcal로 각각 표시한다.
대부분의 연료는 수소 성분을 함유하고 있으므로 생성물 중에 물이 존재한다. 이 물은 기체 혹은 액체상태로 존재할 수 있다.
①고위 발열량(Higher heating value,HHV)
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2013.05.01
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