수소 첨가에 따른 엔진연소압력 변화특성에 관한 실험

목차

1. 수소의 연소 특성을 조사하여 서술하라.
2. 수소-LPG 혼소 연소압력 데이터를 이용한 P-V선도, P-θ선도 그래프 작성.
3. 결과값의 의미를 설명하라.
4. 실험에 대한 소감 및 고찰
5. 참고문헌

본문내용

1. 수소의 연소 특성을 조사하여 서술하라.
수소의 연소특성을 조사하기 앞서 수소 연료의 특성을 알아보면, 수소연료는 무색, 무취의 기체이며 지금까지 알려진 원소 중 가장 가볍다. 또 비열이 매우 크고 가연한계가 넓고 화염전파속도가 매우 빨라 연료를 혼소할 경우 효율이 매우 좋아지게 된다. 최소 점화에너지가 낮고 탄소가 함유되지 않은 청정연료이다. 상온에서 기체상태로 존재하기 때문에 이를 액화시키는 기술의 개발이 관건이라 할 수 있다. 또한 기체상태로 존재하기에 부피가 큰 단점이 있다. 따라서 수소기체의 액화 기술을 개발한다면 향후 수소 연료는 고효율 청정연료로써 각광받을 수 있다.
수소의 연소는 다음과 같이 이루어진다.
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572 kJ (286 kJ/mol)
기체 수소 분자는 매우 반응성이 높고 공기중 수소 농도가 높을 경우 폭발하게 된다. 수소 1몰의 발열량은 286KJ이다. 수소만 따로 보관하는 것은 상관없지만, 수소 혼합기체를 상온에 두는 것은 위험하다. 자동차공학실험1에서 같은 실험실에서 진행한 실험의 데이터를 보면, 수소의 확산성을 알 수 있다. 연소실 내부에서 연료가 분사되면, 빠른 확산을 통해 연료가 골고루 퍼지는 것이 중요하다. 가솔린보다 확산성이 좋은 수소는 이에 좋을 것이며, 폭발이 일어나게 되면 화염 전파속도가 일반 가솔린 연료보다 빠르게 된다. LPG연료의 단점인 가연한계가 넓다는 것과 화염전파속도가 느리다는 점을 보완할 수 있으며, 수소 연료를 넣음으로써 혼합기의 탄소함량을 줄여 유해배기가스의 배출을 줄일 수 있게 된다. 수소를 혼소함으로써 나타나는 이점을 정리하자면, 연소성능 및 배기성능의 향상이다.

참고 자료

이성렬 / 내연기관
이성욱, 김기종, 고동균, 윤여빈, 조용석 / 정적연소기내 H2-LPG 연 료의 혼합 비율에 다른 연소 및 배출가스 특성에 관한 실험적 연구. Trans. of the Korean hydrogen and New energy Society, 23(3), 227~235.
김인구, 김기종, 이성욱, 조용석 / LPG기관의 부분부하 조건에서 수 소 혼합에 따른 성능 및 배출가스 특성에 관한 실험적 연구. Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, 24(4), 242~248
자동차공학 실험 2 교제
친환경엔진실험실PPT