1. 가스 안전 및 규정
폭발 및 연소 이론
- 폭굉유도거리 (DID) 단축 조건 (위험 증가): 정상 연소속도가 클수록, 관경이 작을수록 (관내 방해물 시 포함), 압력이 높을수록, 점화원의 에너지가 강할수록 짧아집니다.
- 가연성 가스의 폭발범위: 프로판 (2.2 ~ 9.5%), 수소 (4 ~ 75%), 아세틸렌 (2.5 ~ 81%) 순이며 아세틸렌이 가장 넓습니다.
- 가스의 비열비 (감마): Cp / Cv 값으로 항상 1보다 큽니다.
가스 설비 및 안전거리 기준
- 가스-전기 계량기 최소 이격거리: 60cm 이상입니다.
- LPG 저장탱크 간격: 물분무장치가 없을 경우 (직경의 합) / 4 입니다.
- 액화석유가스용 강제용기: 내용적 125L 미만 규격입니다.
- 고압가스 판매시설 부지: 폭 4m 이상 도로에 접촉해야 합니다.
- 지하 배관 매설 깊이 (시가지 도로): 노면에서 배관 외면까지 1.5m 이상이어야 합니다.
- 지하 배관 매설 이격 (철도부지): 배관 외면에서 궤도 중심까지 4m 이상이어야 합니다.
- 제1종 보호시설: 수용 능력 300인 이상 또는 면적 1,000m² 이상 건축물이며, 공동주택 및 아파트는 제2종에 속합니다.
독성가스 취급
- 사이안화수소 (HCN) 정치 시간: 충전 후 24시간 정치해야 합니다.
- 염소가스 압축기 윤활제: 진한 황산을 사용합니다.
- 가스 운반 제한: 염소는 암모니아, 아세틸렌, 수소 등과 동일 차량 운반이 불가하지만 질소는 가능합니다.
- 밸브/배관 해빙: 40°C 이하의 물이나 열습포를 사용해야 하며 절대 화기 사용은 금지됩니다.
2. 가스 특성 및 화학
주요 가스별 특성
- 메탄 (CH4): 도시가스의 주성분으로 비점은 약 -162°C입니다.
- 수소 (H2): 3중 수소는 방사능을 가지며, 최소 밀도와 최대 열전달률을 보이고 금속 취화를 유발합니다.
- 헬륨 (He): 불연성 및 낮은 밀도로 부양기구의 수소 대체용으로 사용됩니다.
- 프레온 (냉매): 불연성, 무색 무취이며 증발잠열이 큽니다.
- 압축가스: 상온에서 압축해도 용이하게 액화하지 않은 가스(산소, 수소, 질소, 공기 등)를 말합니다.
가스 용도 및 화학량
- 황화수소 (H2S): 형광물질 원료 및 금속 정련에 쓰입니다.
- 질소 (N2): 비료, 질산, 냉매로 쓰이며 불연성이므로 연료용으로 사용 불가합니다.
- 염화수소 (HCl): 녹 제거, 조미료, 의약품 중간물로 쓰입니다 (필름 제조에는 사용하지 않음).
- 탄소 함유량: C2H4(에틸렌)이 CO2, CH4, CO 중에서 탄소 함유량이 가장 높습니다.
3. 장치, 기계 및 측정
유체 기계 및 계산
- 스크루 압축기 이론적 토출량 (Q): Q는 Cv × D³ × (L/D) × N 에 비례합니다 (Cv: 로터 형상 계수, D: 숫로터 직경, L: 로터 길이, N: 회전수).
- 펌프의 상사법칙: 유량은 Q&sub2; / Q&sub1; = N&sub2; / N&sub1;, 양정은 H&sub2; / H&sub1; = (N&sub2; / N&sub1;)² 로 계산됩니다.
- 펌프의 체적효율 (ηv): ηv = [1 - (펌프 내부 누설 유량 / 임펠러 속 유량)] × 100 입니다.
- 터보형 펌프: 원심식, 사류식, 축류식이 있으며 플런저 펌프는 왕복동식에 해당합니다.
측정 및 분석
- 웨버지수 (W): W = (도시가스 총 발열량) / √(도시가스 비중) 으로 계산합니다.
- 피토관 유속 (V): V = √(2 × g × H) 로 계산됩니다 (g: 중력가속도, H: 수주의 높이).
- 액주식 압력계: U자관식, 단관식, 경사관식이 있으며 벨로스식은 기계식입니다.
- 액주식 액체 조건: 점도 및 팽창계수가 작고, 온도 변화에 의한 밀도 변화가 작아야 합니다.
- 헴펠법 가스 분석 순서: CO&sub2; → CnHm → O&sub2; → CO 순서로 흡수 분석합니다.
- 온도계 선정: 피측온체의 화학반응 등으로 온도계에 영향이 없어야 합니다.
재료 및 기타
- 저온 취성: 저온 장치 재료 선정 시 저온취성에 의한 충격치 감소를 가장 중요하게 고려해야 합니다.
- 염화비닐호스 규격: LPG 도시가스용 안지름 규격은 6.3mm, 9.5mm, 12.7mm 입니다.
- 열량 단위: 1 kcal는 물 1kg을 1°C 올리는 데 필요한 열량입니다.
4. 열역학 및 유체역학
- 이상기체 등온과정: 엔탈피 (H)는 온도만의 함수이므로 압력 변화에도 엔탈피는 일정합니다.
- 엔트로피 단위: kcal / kg · K 입니다.
- 필립스 액화 사이클: 실린더 내부에 피스톤과 보조 피스톤이 있고 상부에 팽창기가 있는 구조입니다.
- 질량: 측정 장소에 따라 변함이 없는 물질의 고유한 양입니다.