2007년03월04일 36번

[연소공학]
최적 연소부하율이 100,000 kcal/m³ㆍhr인 연소로를 설계하여 발열량이 5000 kcal/kg인 석탄을 200kg/hr로 연소하고자 한다면 이 때 필요한 연소로의 연소실 용적은? (단, 열효율은 100%)

① 200m3
② 100m3
③ 20m3
④ 10m3

(정답률: 57%)

문제 해설

연소로의 연소실 용적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

연소로의 발열량 = 연소로부하율 × 연소로의 용적 × 연소로 내부의 가스열

여기서 발열량은 5000 kcal/kg, 연소로부하율은 100,000 kcal/m³ㆍhr, 가스열은 약 1000 kcal/kg (석탄 연소 시 발생하는 가스열 대략적인 값)으로 가정한다.

따라서, 연소로의 용적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

연소로의 용적 = (연소로의 발열량) / (연소로부하율 × 연소로 내부의 가스열)
= (5000 kcal/kg) / (100,000 kcal/m³ㆍhr × 1000 kcal/kg/m³)
= 0.05 m³/hr

1시간에 200kg의 석탄을 연소하므로, 1시간 동안 연소로에 공급되는 석탄의 용적은 다음과 같다.

석탄의 용적 = (200 kg/hr) / (5000 kcal/kg)
= 0.04 m³/hr

따라서, 연소로의 용적은 석탄의 용적보다 크므로, 연소로의 용적은 0.05 m³/hr로 결정된다.

하지만, 문제에서는 연소로의 용적을 시간 단위로 주지 않았으므로, 연소로의 용적은 0.05 m³이 된다. 따라서, 정답은 "10m³"이다.

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