(1) 아마 Wobber Index는 기상연료에 대해 적용하는 것이 합리적이라는 생각이 듭니다만 Fired Heater에 사용하는 연료를 동일공급조건 (온도, 압력)으로만 공급한다면 다른 연료로 바꾸어도 공급열량이 동일한가를 평가해 보기 위한 지수라고 생각하면 될 것이라 봅니다.
Wobber Index 값이 낮으면 같은 버너에서 발생열량이 줄어들고 값이 크다면 발생열량이 늘어든다고 보면 될 것입니다. 만일 발열량이 줄어들었을 때 단순히 버너공급 연료량을 더 열어주면 되는 듯 하지만 버너연소를 위한 공기량과 연소후 연소가스의 양이 달라지면 Heater Coil Bank와 Flue Gas Duct의 차압들이 달라지기 때문에 연료만 더 공급해 준다고 해서 원하는 Heater의 성능이 나올수 있는가는 불명확한 일이 될 것입니다.
이럴 때 복잡한 계산을 하지 않고도 연료의 호환성이 있는지 없는지 간단히 확일할 수 있는 수식이 있다면 좋겠지요. Wobber Index는 바로 이런경우 사용된다고 보면 될 것 같습니다. Burner 혹은 Fired Heater전문가가 과연 그런지 확인 답글을 추가로 올려주면 좋겠습니다.
(2) Wobber Index의 정의식
Wobber Index, WI ≡ Higher Heating Value [kcal/kg-mole]/[Specific Gravity]^0.5 .................(1)
위의 수식은 단위가 포함되어 있어서 Dimensionless No는 아닙니다. Specific Gravity는 단위가 없어 보이지만 이는 밀도와 같은 단위임을 알 수 있습니다.
(3) 한편 Compressible Fluid의 흐름(부피유량)에 관한 일반적 수식은 다음과 같은 형식으로 나타납니다. ("CRANE" TP410참조)
q_v = (유량상수)*(팽창계수)*(오리피스직경)^2*(ΔP/SG)^0.5 .........(2)
버너로 연료를 소각시킬 경우 가스유량에 부피단위 HHV를 곱하면 버너 용량이 계산됩니다.
Q = q_v * HHV = (HHV)* (유량상수)*(팽창계수)*(오리피스직경)^2*(ΔP/SG)^0.5 .........(3)
위의 (4)식으로부터 유추할 수 있는 결론은 식의 우측 { }부분 즉 {유량상수(버너크기),(팽창계수),(오리피스직경), (버너입출구 압력차)}가 같은 조건에서 Wobbe Index [WI]가 같으면 발열량이 같다는 의미를 낳습니다.
결론적으로 유사한 WI값을 가지면 가스유량에 대해 발열량이 유사하다는 결론을 얻는다는 것을 바탕으로
"WI 값이 유사한 연료는 상호 대체가 가능하다"는 의미른 같는 것 같습니다.
(4) 일상생활에서 흔히 경험할 수 있고 필자도 직접 경험해 본일이 있는데 LPG를 사용하던 Gas Range를 LNG에 연결하여 사용하다보니 가스레인지 용량이 크게 부족함을 발견한 적이 있었습니다. Gas Range Maker에 문의 해봤더니 단순히 Gas Range 구멍크기를 수동드릴로 일일이 뚫어 주었습니다. 그들은 이미 WI의 개념을 알고 있었던 거죠. LNG (CH4)는 C3 에 비해 HHV가 크게 낮아 WI값이 27%낮기 때문이었습니다.
