개념 한 쪽
액체 연료인 중유는 연소를 위해 미립화(무화)해야 하며, 무화 원리와 목적, 형식별 장단점을 구분하면 버너 관련 문제를 정확히 해결할 수 있다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「연소장치의 종류 및 특징」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 무화 방법 정의 판별 | 1 | 무화의 본질을 물어 가열 기화와 구분하게 함 |
| 보염장치 목적 판단 | 1 | 버너 타일·에어 레지스터의 주 목적을 묻기 |
| 회전분무식 특징 선택 | 1 | 회전분무식의 원리·분무각·용량 관련 진위를 가림 |
무화(atomization)란 액체 연료를 기계적 에너지로 아주 작은 입자(안개)로 쪼개는 과정을 말한다. 무화는 연료의 표면적을 증가시켜 공기와의 접촉을 넓히고 혼합을 균일하게 만들어 연소효율을 높이는 것을 목적으로 한다. 무화의 대표적 방식으로는 충돌판식(금속판 충돌), 압축공기식(공기 또는 증기 사용), 원심력식(회전분무·분사컵) 등이 있다.
무화와 기화(vaporization)는 원리가 다르다. 가열로 액체를 기체로 만드는 방법은 상태 변화를 통한 기화이며, 이는 액체를 미립자화하는 무화와 구별해야 한다. 문제에서는 가열·기화 계열을 무화의 보기로 넣어 혼동을 유도하므로 이 차이를 분명히 해야 한다.
버너 형식별 특징은 무화 에너지 원과 조절 성능으로 구분한다. 유압식은 연료압을 이용해 분무하나 저압 영역에서 분무 상태가 나빠져 조절비가 작다. 회전분무식(원심식)은 분사컵의 원심력으로 무화하며 분무각도와 사용 용량 특성이 있어 중·대용량 장치에 적합하다. 공기분무식, 특히 고압공기 분무식은 저유량에서도 미세분무가 잘 유지되어 턴다운 비가 크고 부하 변동에 대응하기 유리하다.
일부 버너는 무화 원리를 병합하여 성능을 개선한다. 건타입 버너는 유압식과 기류식의 병합으로 무화 성능을 높이는 사례이며, 분무 방식의 선택은 연료 점도·연료소비량 범위·조절 요구도 등 운전 조건에 따라 결정해야 한다.
시험에서는 '무화와 기화의 구분'을 묻거나 '어떤 방식이 부하 변동에 좋은가'를 묻는 문제가 자주 출제된다. 예컨대 가열로 연료를 증발시키는 방식을 무화의 보기로 넣으면 정답은 기화를 고르는 것이 아니라 무화의 정의인 기계적 분쇄 방법(충돌식·공기식·원심식)을 고르는 것이다. 회전분무식 문제에서는 '분사컵·원심력·분무각 40~80°·중·대용량 사용' 조합을 기억하면 오답인 '10ℓ/h 이하 사용' 보기를 즉시 제거할 수 있다. 부하 변동 대응을 묻는 문제는 '턴다운 비(최대/최소 연료량)가 큰 고압공기 분무식'을 기준으로 선택한다.
중유 버너 연소에 있어서의 중유의 무화방법으로서 잘못된 것은?
정답 ② · 중유 버너의 무화 방법은 기계적 에너지를 이용하여 기체 혹은 미립자 상태로 만드는 것입니다. 금속판 충돌, 압축공기 사용, 원심력 사용은 모두 기계적 무화 방법입니다.
중유의 무화는 가압 분사, 압축공기, 원심력, 금속판 충돌 등 기계적 힘으로 액체를 미립화하는 방법이며, 가열에 의해 가스화하는 것은 무화가 아니라 기화에 해당한다.
버너 타일(burner tyle) 및 에어 레지스터(air register)와 같은 보염장치의 가장 큰 목적은?
정답 ④ · 버너 타일과 에어 레지스터는 연료가 안정적으로 착화되고 연소할 수 있도록 화염의 형태를 유지하며, 연소용 공기의 양과 유입 방향을 적절히 조절하는 역할을 하는 보염장치입니다. 이러한 보염장치들은 화염의 역류를 막고 화실 내에서의 안정적인 연소를 돕기 때문에, 그 가장 큰 목적은 연속적인 연소 안정을 촉진하는 것입니다.
버너 타일과 에어 레지스터 등 보염장치의 가장 큰 목적은 화염을 안정시켜 연속적인 연소를 유지하는 것이다.
회전 분무식 버너의 설명중 틀린 것은?
정답 ① · 문제는 회전 분무식 버너에 대한 설명 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 회전 분무식 버너는 회전컵의 원심력으로 연료를 무화하며 일반적으로 중·대용량에 사용되므로 ‘연료소비량이 10ℓ/h 이하에서 주로 사용된다’는 진술은 틀리다.
회전분무식 버너는 회전컵의 원심력으로 무화하며 중·대용량에 주로 쓰이므로 '10ℓ/h 이하 사용' 설명이 틀리다.
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