가스산업기사 이론정리(분석법, 온도계, 압력계, 유량계, 액면계)

가스산업기사 자격증 취득을 향해!!

 

흡수 분석법

흡수 분석법

 혼합가스를 특정 흡수액에 흡수시켜 전후 가스용적 차에서 흡수된 가스량을 구하여 분석

 

1. 헴펠법 분석순서

1. 이산화탄소(CO2) : 수산화칼륨(KOH)30g/H2O 100ml
2. 중탄화수소(CmHn) : 무수황산 25%를 포함한 발연황산
3. 산소(O2) : 수산화칼륨(KOH)60g/H2O 100ml + 피로카롤12g/H2O 100ml
4. 일산화탄소(CO)

이중산일 헴

 

2. 오르자트법 분석순서

1. 이산화탄소(CO2) : 수산화칼륨(KOH)30%수용액
2. 산소(O2) : 알칼리성 파이로갈롤 용액
3. 일산화탄소(CO) : 암모니아성 염화 제1동 용액

오 이산일

 

 

연소 분석법

 

연소 분석법

 공기 또는 산소에 의해 연소되고 그 결과로 생긴 용적 감소, 이산화탄소 생성, 산소 소비량 등을 측정하여 분석

1. 폭발법 : 가연성 가스 시료를 넣고 산소 또는 공기를 혼합하여 폭발시켜 분석
2. 완만 연소법 : 완만연소 피펫으로 시료 가스의 연소를 행하는 방법
3. 분별 연소법 : 2종 이상의 동족 탄화수소와 H2가 혼재하고 있는 시료에서 H2 및 CO를 분별적으로 완전산화시키는 방법

 

기기 분석법

 

1. 가스크로마토그래피

 캐리어가스 유량을 조절하면서 흘려 넣고 측정가스는 시료 도입부를 통하여 공급하면, 측정가스와 캐리어가스가 분리관에서 분리되어 시료 성분을 검출기에서 측정

 

2. 캐리어 가스 조건

 시료와 반응하지 않는 불활성 기체(수소, 헬륨, 질소, 아르곤)

 

3. ★가스크로마토그래피★ 검출기 종류

1. 열전도형 검출기(TCD) : 캐리어 가스와 시료성분 가스의 열전도도차로 검출하며 일반적으로 가장 널리 사용
2. 수소이온화검출기(FID) : 염으로 시료성분이 이온화됨으로써 염증에 놓인 전극 간의 전기전도도가 증대하는 것을 이용, 탄화수소에서의 감도가 최고
3. 전자포획이온화검출기(ECD) : 우기 할로겐 화합물, 니트로 화합물 및 유기금속 화합물을 검출

4. 가스크로마토그래피 구성 요소

 검출기, 컬럼(분리관), 기록계

 

5. 질량 분석법

 

6. 적외선 분광 분석법

 분자 진동 중 쌍극자 모멘트의 변화를 일으키는 진동에 의해 적외선 흡수가 일어나는 것을 이용하며 단원자 분자(He, Ne, Ar 등) ㅁ및 대칭 2원자 분자(수소, 산소, 질소, 염소 등)는 적외선을 흡수하지 않아서 분석할 수 없음

 

---

 

가스 계측기기

 

온도계

 

접촉식 온도계 구분 (간단하게)

1. 열팽창 : 바이메탈
2. 열(전기)저항 : 서미스터
3. 열기전력 : 서모커플
4. 열복사에너지 : 파이로미터

비접촉식 온도계 구분

1. 광고온도계 : 측정대상물체의 빛과 전구 빛을 같게 하여 저항을 측정
2. 광전관식 온도계 : 광전지 또는 광전관을 사용하여 자동으로 측정
3. 방사 온도계 : 스테판-볼츠만 법칙 이용
4. 색 온도계 : 물체에서 발생하는 빛의 밝고 어두움을 이용

 

압력계

 

압력계의 구분

1. 1차 압력계 : 압력 직접 측정

1. 액주식 : 단관식, u자관식, 경사관식 등
2. 침종식 : 아르키메데스의 원리 이용, 단종식과 복종식으로 구분
3. 자유피스톤식 : 부르동관 압력계의 교정용

2. 2차 압력계 : 압력 간접 측정

1. 탄성 압력계 : 부르동관, 벨로스식, 다이어프램, 캡슐식
2. 전기식 압력계 : 전기저항, 피에조 전기 압력계(압전효과), 스트레인 게이지

* 부르동관식 : 2차 압력계 중 일반적인 것, 가장 많이 사용, 탄성이용

* 다이어프램식 : 얇은 막 형태로 미소 압력 변화에서 대응된 수직방향 팽창 수축 압력계

* 벨로스식 : 얇은 금속판으로 만들어진 원통에 주름이 있으며 탄성을 이용

* 전기저항 : 금속 전기저항이 압력에 의해 변화하는 것을 이용

* 피에조 전기 압력계 : 특정방향에 압력을 가해서 일어난 전기량이 압력계에 비례

 

 

유량계

 

1. 유량 측정 방법

1. 직접법 : 유체의 부피나 질량을 직접 측정하는 방법
2. 간접법 : 유속을 측정하여 유량을 계산하는 방법, 베르누이 정리를 응용

1). 직접식 유량계

1. 종류 : 오벌 기어식, 루트식, 로터리 피스톤식, 로터리 베인식, 습식 가스미터, 왕복피스톤식
2. 특징 : 고점도 유체나 점도 변화가 있는 유체의 측정에 적합 // 맥동의 영향을 적게 받음 // 입구측 여과기 설치

2) 간접식 유량계

1. 유속을 측정하여 유량을 구하는 방법
2. 측정 원리 : 베르누이 정리(베르누이 방정식)
3. 종류 : 차압식(벤투리미터, 오리피스, 플로노즐), 면적식(부자식, 로터미터), 유속식(임펠러식, 피토관, 열선식)

  (1) 차압식 유량계

• 벤투리미터 : 입구 바로 앞 및 목부분의 압력차를 측정하여 유량을 구하는 계측장치
• 오리피스유량계 : 관 도중 조리개를 넣어 조리개 차압을 이용해 유량 측정하는 계측기
• 플로노즐 : 유체관 내에 노즐 등과 같은 차압기구를 설치하여 기구 전후 압력차가 유속에 비례하여 변하는 것을 이용

 

액면계

액면계 : 용기나 탱크 속에 들어 있는 액의 위치를 파악하기 위한 기계

 

액면계의 구분

 

1. 직접식 액면계의 종류

• 유리관식 액면계 : 탱크의 액면과 같은 높이의 액체가 유리관에 나타나는 것을 이용
• 플로트식(부자식) 액면계 : 액면에 띄운 부자의 위치를 이용
• 편위식 액면계 : 부력으로 액면 측정
• 검척식 액면계

2. 간접식 액면계의 종류

• 차압식 액면계 : 압력식, 햄프슨식으로 나뉨, 액면 높이에 따른 압력을 측정하여 높이 측정
• 방사선식 액면계 : 방사선 세기 변화 측정
• 초음파식 액면계 : 초음파를 발사해 되돌아오는 시간 측정
• 정전용량식 액면계 : 정전 용량 검출 프로브를 액중에 넣어 측정