대기환경산업기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

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.

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