가스산업기사 이론정리 (배관설비, 유량계산, 연소기구, 웨버지수, 연소기구 이상현상)

가스산업기사 자격증 취득을 향해!!

 

배관설비

1. 배관 내의 압력손실

1) 마찰저항에 의한 압력손실

1. 유속의 2승에 비례한다(유속이 2배이면 압력손실은 4배)
2. 관의 길이에 비례한다(길이가 2배이면 압력손실은 2배)
3. 관 안지름의 5승에 반비례한다(관 안지름이 1/2로 작아지면 압력손실은 32배이다.)
4. 관 내벽의 상태와 관련 있다.(내면에 요철부가 있으면 압력손실이 커진다.
5. 유체의 점도와 관련 있다.(유체의 점성이 크면 압력손실이 커진다.
6. 압력과는 관계가 없다.

2) 입상배관에 의한 압력손실

 

H = 1.293(S-1)h

 

H : 입상배관에 의한 압력손실(mmH2O)

s : 가스의 비중,  h : 입상높이(m)

 

*가스 비중이 공기보다 작은 경우 "-"값이 나오면 압력이 상승되는 것이다.

 

2. ★ 유량 계산(배관 지름의 결정) ★

1) 저압 배관의 유량 결정

 

 

 

Q : 가스의 유량,  D : 관의 안지름(cm),  H : 압력손실(mmH2O)

S : 가스의 비중,  L : 관의 길이(m),  K : 폴의 상수(0.707)

 

단위 잘 외울것, 폴의 상수는 변화없음

 

2) 중.고압 배관의 유량 결정

 

 

P1 : 초압,  P2 : 종압

K : 유량계수(코크스 상수 : 52.31)

 

 

---

 

 

연소기구

 

1. 연소방식의 분류, 특징

1) 적화식 : 연소에 필요한 공기를 2차 공기로 취하는 방식

• 역화의 위험성이 없음
• 자동온도 조절장치 사용이 용이
• 가스압이 낮은 곳에서도 사용할 수 있다.
• 불꽃의 온도가 낮아 국부적인 과열현상이 없다.
• 버너 내압이 높으면 선화현상이 발생한다.
• 고온을 얻기 어렵다.
• 연소실이 작으면 불완전연소의 우려가 있다.

2) 분젠식 : 가스를 노즐로부터 분출시켜 주위의 공기를 1차 공기로 흡입하는 방식

• 불꽃은 내염, 외염을 형성
• 연소속도가 크고, 불꽃길이가 짧다.
• 연소온도가 높고 연소실이 작아도 된다.
• 선화현상이 일어나기 쉽다.
• 소화음, 연소음이 발생한다.
• 공기조절기 조정이 필요하다.

2. 염공 및 노즐

1) ★ 염공이 갖추어야 할 조건 ★

1. 모든 염공에 빠르게 불이 옮겨서 완전히 점화될 것
2. 불꽃이 염공 위에 안정하게 형성될 것
3. 가열 불에 대하여 배열이 적정할 것
4. 먼지 등이 막히지 않고 청소가 용이할 것
5. 버너의 용도에 따라 여러 가지 염공이 사용될 수 있을 것

2) 노즐

(1) ★ 가스 분출량 계산 ★

Q = 0.011 * K * D² * √(P/d) 

 

or

 

Q : 분출가스량,  K : 유출계수(0.8)

D : 노즐의 지름(mm),  P : 노즐 직전의 가스압력(mmH2O)

d : 가스 비중

 

(2) 노즐 조정

 

 

728x90

 

* ★★ 웨버지수 ★★

 가스의 연소 특성을 나타내는 지표로 천연가스, LPG, 도시가스 등의 호환성을 판단하는 데 사용

 

 

 

3. 연소기구가 갖추어야 할 조건

1. 가스를 완전연소 시킬 수 있을 것
2. 연소열을 유효하게 이용할 수 있을 것
3. 취급이 쉽고 안전성이 높을 것

---

 

★ 연소기구 이상 현상 ★

 

 

1. 역화(Backfie)

 연소 속도가 화염 방출 속도보다 빨라져 불꽃이 버너 내부로 역류하는 현상.

 

1) 원인

• 염공이 너무 커지거나 노즐 구경이 너무 큰 경우
• 연료 공급 밸브가 충분히 열리지 않은 경우
• 연료와 공기의 혼합이 불량한 경우

2) 문제점 : 버너 손상 및 화재 위험 증가

 

2. 선화(Lifting)

 가스가 염공을 떠나서 연소하는 현상

1) 원인

• 버너의 압력이 높은 경우
• 가스 공급압력이 높은 경우
• 구경이 크게 된 경우
• 연소가스 배출이 불안전한 경우 또는 2차 공기 공급이 불충분한 경우
• 공기조절장치를 많이 열었을 경우

역화랑 선화는 반대현상이라고 생각하면됨

역화(연소속도>가스공급속도) ↔ 선화(연소속도<가스공급속도)

 

 

3. 황염(Yellow Tip)

 불완전연소 시에 적황색 불꽃으로 되는 현상

1) 원인

• 공기 부족
• 연소 온도 부족
• 불완전 연소

4. 블로오프(Blow off)

 가스의 분출 속도가 연소 속도보다 빨라져 불꽃이 노즐에서 떨어져 나가 꺼지는 현상

 

선화(Lifting)에서 불이 꺼지면 블로오프(Blow off)

 

* LP가스 불완전연소의 원인

• 공기 공급량 부족
• 배기 불충분
• 가스 조성이 맞지 않을 때
• 가스기구와 연소기구가 맞지 않을 때