직8딴_대기환경기사_계산형(51~100) 해설 페이지

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저위발열량 13,000kcal/kg인 중유의 이론 습연소가스량($Sm^3/kg$)과 이론 공기량($Sm^3/kg$)을 구하시오. (Rosin식 이용)

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프로페인의 고위발열량이 20,000$kcal/Sm^3$일 때 저위발열량($kcal/Sm^3$)을 구하시오.

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다음 조건을 이용해 물음에 답하시오.

∙1,000℃에서 100℃로 냉각하기 전 가스 유량: 200$m^3/min$

  ∙물 흡수열량: 600kcal/kg       ∙배출가스 밀도: 1.3$kg/m^3$

  ∙1,000℃에서의 엔탈피: 280kcal/kg  ∙100℃에서의 엔탈피: 20kcal/kg

 1. 냉각을 위한 물의 필요량(kg/min)  2. 냉각 후 혼합가스 유량($m^3/min$)

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기체연료인 에탄이 아래와 같이 반응할 때 저위발열량(kcal)을 구하고 르샤틀리에의 원리에 따라 열을 가하면 에탄의 농도는 증가하는지 감소하는지 쓰시오.

∙25℃, 1기압 기준            ∙에탄 엔탈피: -20.24kcal/mol

∙이산화탄소 엔탈피: -94.05kcal/mol    ∙물 엔탈피: -57.8kcal/mol

 1. 저위발열량(kcal)값을 쓰시오.  2. 르샤틀리에 원리에 따른 에탄 농도는 ( )한다.

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생성물의 발열량 $△H_f(kcal/mol)$ 이 아래와 같다면, $CH_4(g), C_{12}H_{26}(l)$

둘 중 어느 것이 절댓값으로 발열량이 더 낮은지 계산하고 선택하시오.

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stoke 침강속도식을 유도하시오.

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다음 조건을 이용하여 물음에 답하시오.

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가스 점도 0.0005g/cm∙s, 먼지 입경 40µm, 밀도 1.5$g/cm^3$ , 60,000L/min을 처리하는 중력집진기가 있다. 집진기 폭은 3m, 높이는 5m, 길이 6m일 때 입자의 침강속도(mm/s)와 집진률(%)을 구하시오. 단, 레이놀즈와 별개로 층류로 가정한다.

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$10um$ 분진의 침강속도가 0.6cm/s일 때 $100um$ 분진을 중력집진기로 100% 처리한다면 침강실 길이는 몇m로 해야 되는지 구하시오.(중력집진기 침강실 높이: 10m, 유입속도: 5m/s, 층류상태)

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$40um$ 분진의 침강속도가 1m/s일 때 $20um$ 분진을 중력 집진기로 100% 처리한다면 침강실 높이는 몇m로 해야 되는지 구하시오.(중력 집진기 침강실 길이: 8m, 유입속도: 2m/s, 층류상태)

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중력집진장치의 조건이 아래와 같을 때, 집진효율을 구하고 효율이 만약 90%라면 집진기의 길이를 몇m 증가시켜야 하는지 구하시오(단수: 1)

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중력집진장치가 바닥판을 제외한 수평판이 8개 설치되어 있고 길이 4m, 높이 1.5m이며 배출가스의 유속은 0.3$m/s$ 이며 밀도는 2.0$g/cm^3$, 점도는 0.0748$kg/m$·$h$, 침강실의 흐름은 층류이며 가스의 밀도는 무시한다. 먼지의 최소 입경($um$)을 구하시오.

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다음 조건을 이용해 침강실 길이(m)를 구하시오.

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다음 조건을 이용해 물음에 답하시오.

∙함진가스 유량: $80m^3/min$ ∙침강실 폭: 3m∙침강실 높이: 4m

∙침강실 길이: 5m ∙입자 밀도: $1,500kg/m^3$ ∙입자 직경: $50um$

∙점성도: $3 ‧10^-4g/cm ‧s$

1. 집진효율(%)

2. 집진효율 85%가 되기 위한 추가 침강실 길이(m)

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다음 조건을 이용해 쇠구슬의 침강속도(m/s)를 구하시오.

∙쇠구슬 반경: $5um$ ∙쇠구슬 내부반경: $4.5$$μm$(물로 채워짐)∙층류영역

∙쇠 밀도: $8,000kg/m^3$ ∙점도: 0.1kg/m∙h

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높이가 10m 되는 곳에 직경 100$um$의 분진이 있다. 주변 풍속이 3m/s일 때, 이 분진은 이 지점으로부터 몇m 떨어진 곳으로 낙하하는지 구하시오. (단, 같은 종류의 10μm 분진의 침강속도는 0.45cm/s 이다.)

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다음 조건을 이용해 50$μm$ 입자 100%처리하려할 때 침강실 길이(m)를 구하시오.

∙침강실 폭: 8m  ∙침강실 높이: 5m  ∙함진가스량: $15m^3/s$  ∙침강속도: 0.2m/s

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다음 조건을 이용해 이론적 중력 집진기 길이(m)를 구하시오.

∙입자 직경: $60μm$

∙유속: 2m/s

∙침강속도: 0.15m/s

∙집진기 높이: 1.6m

∙제거율: 100%

∙층류영역

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$1,000m^3/h$ 분진(농도: $10g/m^3$)을 배출하는 공장에서 중력집진기를 이용해 처리하려 한다. 입자 모양이 구형이라 가정 시 집진기 처리효율(%)과 분진제거량(kg)을 구하시오.

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빙정석($Na_3AlF_6$)에서 알루미늄 200kg/d을 추출하려 한다. 이때 불소를 제거하기 위해 불소제거 공정을 설치하는데 불소배출제한이 10ppm이라면 제거율을 최소 몇%로 해야되는지 쓰시오. (압력: 1atm, 배출가스량: $1,500Sm^3/min$, 온도 50°C)

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처리가스 먼지농도 $2,000mg/Sm^3$ 인 것을 3개의 집진장치를 직렬로 연결해 처리하려 한다. 각각 집진률은 70%, 50%, 90%일 때 배출 먼지농도($mg/Sm^3$ )를 구하시오.

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집진장치로 유입되는 먼지농도가 $2g/Sm^3$이고 입구 가스량이 $50,000m^3/h$, 출구에서 하루에 50kg의 먼지가 배출이 된다면 집진율은 얼마 이상이 되어야 하는가? (단, 집진장치는 하루 종일 가동한다. 주어진 조건 이외에 다른 것들은 무시한다.)

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직렬로 집진장치가 연결되어 있다. 다음 제시된 그림을 보고 총괄집진효율을 계산하시오. (계산과정에는 C1, C2, C3가 반드시 포함되어야 하며, 계산과정을 쓰시오.)

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회사 발생가스 중 먼지농도 $4g/m^3$ 이며 배출허용기준인 $0.1g/m^3$ 에 맞춰 배출하려 할 때 다음 물음에 답하시오.

1. 집진기 1개를 이용해 배출허용기준에 맞춰 배출하려할 시 집진기효율(%)

2. 집진기 2개를 직렬연결해 배출허용기준에 맞춰 배출할 시 집진기효율(%)(집진기 2개 효율 같음)

3. 집진기 2개를 직렬연결해 배출허용기준에 맞춰 배출하려할 시 2번째 집진기효율이 75%였다면 다른 집진기 효율(%)

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20개 여과포를 사용한 여과집진기에서 집진율 85%, 입구 먼지농도 $10g/Sm^3$ 이다. 가동 중 1개의 여과포에 구멍이 생겨 전체 처리가스량의 1/10이 그대로 통과되었다면 출구 먼지농도($g/Sm^3$)를 구하시오.

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사이클론에서 처리가스량에 대해 외기 유입이 없을 때 집진율 80%였다면 외기 5% 유입 발생 시 유출농도($g/m^3$)를 구하시오.

(먼지 통과율은 누입 없을 때의 2배, 유입농도: $50g/m^3$)

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분진을 제거하고 있는 공장에서 주어진 표 및 운전 조건을 보고 사이클론의 총 집진효율을 구하시오.

효율 공식은 다음과 같이 정의 된다.

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불소 허용기준이 $10mg/m^3$인데 회사에서 불화규소($SiF_4$)가 30ppm 배출되고 있다. 허용기준에 맞춰 배출하려면 불소 처리율을 얼마로 해야 되는지 구하시오.

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다음 조건을 이용해 2차 집진기의 집진효율(%)을 구하시오

∙입구 분진농도: $10g/m^3$  ∙1차 집진기 집진효율: 90%  ∙출구 분진농도: $0.2g/m^3$

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충전탑을 이용해 80ppm $HCl$을 처리하고자 한다. 충전탑 높이가 4m, 기상총괄이동단위높이가 1m일 때 유출 $HCl$농도($mg/m^3$)를 구하시오.

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충전탑 설계를 위한 Pilot Plant를 만들어 측정가스 흡수한 결과가 다음과 같다. 처리율 98%가 된다면 충전탑의 높이(m)를 구하시오.

∙처리율: 75%

∙액가스비: $3L/m^3$

∙공탑 속도: 1.5m/s

∙초기 충전층 높이: 1m

∙충전재: Berl Saddle

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충전탑을 사용해서 배출가스 중 HF를 NaOH 수용액과 향류 접촉시켜 흡수율 90%로 HF를 제거한다. 동일 조작 조건에서 흡수율을 95%로 향상시키기 위해서 이론적으로 충전탑의 높이를 몇 배로 하면 되는지 구하시오.(단, 이 경우 흡수액 상 HF의 평형분압은 없다고 가정)

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염화수소를 함유하는 배가스를 충전탑으로 처리하고자 할 때, 기상총괄이동 단위 높이가 

0.6m이고 충전탑 입구에서 염화수소 농도가 200ppm, 배출되는 염화수소 농도가 4ppm일 때 충전탑의 높이를 구하시오.

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배출가스 온도 200°C, 표준산소농도 5%, $60mg/m^3$ 배출허용기준을 갖는 X물질이 $450mg/Sm^3$, 실측 산소농도 10%로 배출된다. 배출허용기준을 만족시키기 위한 최저 집진효율(%)을 구하시오.

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다음 조건을 이용해 피토관에서의 유속(m/s)을 구하시오.

∙배기가스 온도: 150℃  

∙비중: 0.9  

∙액주거리: 7mm  

∙피토관 계수: 0.9  

∙밀도: $1.3kg/sm^3$

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다음 조건으로 유량($m^3/min$)을 구하시오.

∙배기가스 온도: 120℃

∙동압: $15_{mm}H_2O$

∙피토관 직경: 1.2m

∙피토관 계수: 0.85

∙정압: $10_{mm}H_2O$

∙밀도: $1.3kg/sm^3$

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대기오염물질 입자상물질 농도를 측정하고자 흡습관법, 경사마노미터, 피토관, 건식가스미터를 이용해 다음 값을 얻었다. 물음에 답하시오.

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공장 배출가스 자가측정 기록이다. 물음에 답하시오.(물 포화수증기압은 15mmHg)

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피토관 경사마노미터 확대율이 10배, 동압이 30이다. 유속을 1.5배 증가시킬 때 동압($mmH_2O$)을 구하시오.

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다음 조건으로 1시간 뒤 여과된 먼지층 두께(mm)를 구하시오.

∙여과면적: $1.5m^2$

∙먼지농도: $2g/m^3$

∙배기가스량: $100m^3/min$

∙처리율: 100%

∙집진 먼지층 밀도: $1g/cm^3$

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백필터에서 먼지부하가 $350g/m^2$일 때마다 부착먼지를 간헐적으로 탈락시키려 한다. 유입가스 중 먼지농도 $10g/m^3$이고, 겉보기 여과속도 1cm/s, 집진율 99%일 때 부착먼지 탈락시간 간격(=탈진주기) (분)를 구하시오.

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다음 조건을 이용해 분진을 완전히 제거할 수 있는 최소입경($μm$)을 구하시오.

∙중력 침강실 길이: 5m

∙중력 침강실 높이: 2m

∙바닥 포함 평행판 개수: 8개

∙유속: 0.2m/s

∙입자 밀도: $1,600kg/m^3$

∙점도:$2‧10^-5kg/m ‧s$

∙층류상태

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다음 조건을 이용해 분진을 완전히 제거할 수 있는 최소입경(μm)을 구하시오.

∙중력 침강실 길이: 10m

∙중력 침강실 높이: 2m

∙유속: 1.5m/s

∙입자 밀도: $1,600kg/m^3$

∙점도: $2 ‧ 10^-5kg/m ‧ s$

∙층류상태

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다음 조건을 이용해 사이클론의 유효회전수를 구하시오.

∙유입구 높이: 0.5m

∙원통부 높이: 3m

∙원추부 높이: 1m

∙유출구 높이: 1.5m

∙집진기 폭: 5m

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다음 조건을 이용해 물음에 답하시오.

∙원심력 집진기 직경: 1m

∙가스 처리량: $3m^3/s$ (1atm, 300K 기준)

∙입자 밀도: $1.5g/cm^3$

∙점도: $1.85 ‧ 10^-5kg/m ‧ s$

∙입구 높이: 0.5m

∙입구 폭: 0.25m

∙유효회전수: 5

∙공기 밀도: $1.3kg/m^3$

1.유입속도(m/s)

2.절단입경($μm$)

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다음 조건을 이용해 절단입경($μm$)을 구하시오.

∙유입구 폭: 0.15m  

∙원심분리기 유효회전수: 6

∙입자밀도: $1.6g/cm^3$

∙배기가스 유속: 20m/s

∙가스 점성도: 0.065kg/m∙h(300K 기준)

∙공기밀도 무시

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다음 조건에서 사이클론을 이용한 부분집진효율(%)을 구하시오.

∙유입 폭: 0.5m

∙유효회전수: 5회

∙입구유입속도: 10m/s

∙먼지 직경: $10μm$  

∙먼지 밀도: $1.5g/cm^3$

∙가스 점도: $1.8 ‧ 10^-4g/cm ‧ s$

∙가스 밀도 고려 안 한다.

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다음 조건으로 원심력 집진기를 이용해 분진 처리를 하려 한다. Lapple식을 이용해 총 집

진효율(%)을 구하시오

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사이클론에서 가스 유입속도를 2배 증가시키고, 입구 폭을 2배로 늘리면 50% 효율로 집진되는 입자 직경, 즉 Lapple의 절단입경($d_{p50}$)은 처음에 비해 어떻게 변화되는지 쓰시오.

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다음 조건으로 여과집진기에서 필요한 여과재 면적($m^2$)를 구하시오.

∙유량: $4.72 * 10^6 cm^3/s$

∙공기여재비: 4:1