2003년05월25일 2번
[대기오염개론] 어느 굴뚝의 높이가 50m, 평균 배출가스 온도 220℃, 외기온도 25℃ 라 하면 이 굴뚝의 자연 통풍력은? (단, 굴뚝 속에서의 마찰손실이나 압력손실 등에 대한 손실은 없는 것으로 한다. 대기와 가스비중량은1.3kg/Sm3으로 같다고 가정함)
- ① 약 24㎜H2O
- ② 약 35㎜H2O
- ③ 약 47㎜H2O
- ④ 약 51㎜H2O
(정답률: 알수없음)
문제 해설
자연 통풍력은 다음과 같이 계산할 수 있다.
자연 통풍력 = (가스의 비중 x 가스의 체적유량 x 가스의 온도차) / (외기온도 x 273)
여기서 가스의 체적유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.
가스의 체적유량 = 가스의 질량유량 / 가스의 비중
따라서, 가스의 질량유량을 구해야 한다. 가스의 질량유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.
가스의 질량유량 = 가스의 체적유량 x 가스의 밀도
가스의 밀도는 다음과 같이 계산할 수 있다.
가스의 밀도 = 가스의 비중 x 공기의 밀도
따라서, 가스의 질량유량을 구하기 위해서는 공기의 밀도를 알아야 한다. 공기의 밀도는 다음과 같이 계산할 수 있다.
공기의 밀도 = (외기압력 x 105) / (기체상수 x 외기온도 x 273)
여기서 기체상수는 287 J/(kg·K)이다.
따라서, 계산을 해보면 다음과 같다.
공기의 밀도 = (1.01325 x 105 Pa x 1) / (287 J/(kg·K) x 298 K) = 1.18 kg/m3
가스의 밀도 = 1.3 x 1.18 = 1.534 kg/m3
가스의 체적유량 = 0.01 / 1.3 = 0.0077 m3/s
가스의 질량유량 = 0.0077 x 1.534 = 0.0118 kg/s
자연 통풍력 = (1.3 x 0.0077 x (220 - 25)) / (25 x 273) = 0.0242 mH2O
따라서, 정답은 "약 24㎜H2O"이다.
자연 통풍력 = (가스의 비중 x 가스의 체적유량 x 가스의 온도차) / (외기온도 x 273)
여기서 가스의 체적유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.
가스의 체적유량 = 가스의 질량유량 / 가스의 비중
따라서, 가스의 질량유량을 구해야 한다. 가스의 질량유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.
가스의 질량유량 = 가스의 체적유량 x 가스의 밀도
가스의 밀도는 다음과 같이 계산할 수 있다.
가스의 밀도 = 가스의 비중 x 공기의 밀도
따라서, 가스의 질량유량을 구하기 위해서는 공기의 밀도를 알아야 한다. 공기의 밀도는 다음과 같이 계산할 수 있다.
공기의 밀도 = (외기압력 x 105) / (기체상수 x 외기온도 x 273)
여기서 기체상수는 287 J/(kg·K)이다.
따라서, 계산을 해보면 다음과 같다.
공기의 밀도 = (1.01325 x 105 Pa x 1) / (287 J/(kg·K) x 298 K) = 1.18 kg/m3
가스의 밀도 = 1.3 x 1.18 = 1.534 kg/m3
가스의 체적유량 = 0.01 / 1.3 = 0.0077 m3/s
가스의 질량유량 = 0.0077 x 1.534 = 0.0118 kg/s
자연 통풍력 = (1.3 x 0.0077 x (220 - 25)) / (25 x 273) = 0.0242 mH2O
따라서, 정답은 "약 24㎜H2O"이다.
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