깊이가 2.75m 인 조에서 물의 체류시간을 2분으로 할 때 G값을 500s -1 로 유지하는데 필요한 공기의 양은? (단, 수온 5℃인 경우, Q= 0.21m 3 /s, μ = 1.518×10 -3 N·s/m 2 , Pa: 101.3×10 3 N/m 2 , P =Pa × Qa × ln[(10.3+h)/10.3]식 적용)

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1[수질환경기사 필기] 25년 2회차

깊이가 2.75m 인 조에서 물의 체류시간을 2분으로 할 때 G값을 500s^-1로 유지하는데 필요한 공기의 양은? (단, 수온 5℃인 경우, Q= 0.21m³/s, μ = 1.518×10^-3N·s/m², Pa: 101.3×10³N/m², P =Pa × Qa × ln[(10.3+h)/10.3]식 적용)

약 0.40 m³/s

약 0.55 m³/s

약 0.86 m³/s

약 1.21 m³/s

해설

필요한 공기량은 약 0.40m³/s이다. G값 정의식  $G=\sqrt{\dfrac{P}{\mu V}}$ 로 소요동력을 구한 뒤, 산기식 동력식  $P=P_a Q_a \ln\!\left(\dfrac{10.3+h}{10.3}\right)$ 에 대입해 공기량을 역산한다.
조의 부피는  $V=Q\times t=0.21\times120=25.2\,\mathrm{m^3}$ 이며, 필요 동력은
 $P=G^2\mu V=500^2\times1.518\times10^{-3}\times25.2=9563\,\mathrm{W}$ 이다.
이를  $P=P_a Q_a\ln\!\left(\dfrac{10.3+2.75}{10.3}\right)$ 에 대입해 풀면
 $Q_a=\dfrac{9563}{101.3\times10^{3}\times\ln(1.267)}=0.40\,\mathrm{m^3/s}$ 로 계산되어 약 0.40m³/s가 정답이다.

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