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1[가스기능장 필기] 21년 1회차

내용적 200 L인 진공단열식 초저온용기에 액화질소를 충전하여 KGS AC213에 따른 단열성능시험을 하였다. 측정 시간 4시간 동안 기화된 가스량이 1.5 kg, 대기 온도가 24 ℃일 때 침입열량과 판정으로 옳은 것은? (단, 액화질소의 비점은 -196 ℃, 기화잠열은 201 kJ/kg으로 한다.)

약 2.19 J/(h·℃·L), 불합격

약 1.71 J/(h·℃·L), 합격

약 1.71 J/(h·℃·L), 불합격

약 6.85 J/(h·℃·L), 불합격

해설

침입열량은 약 1.71 J/(h·℃·L)이고, 내용적 1,000 L 미만 용기의 기준 2.09 J/(h·℃·L) 이하이므로 합격이다.
침입열량 식에 대입한다. 온도차는 비점과 대기 온도의 차이다.
 $\Delta t=24-(-196)=220\,\mathrm{^{\circ}C}$ 
 $Q=\dfrac{Wq}{H\,\Delta t\,V}=\dfrac{1.5\times201000}{4\times220\times200}=\dfrac{301500}{176000}\approx1.71$ 
2.19는 온도차를  $196-24=172\,\mathrm{^{\circ}C}$ 로 잘못 계산한 값이다.
6.85는 측정 시간 4 h로 나누지 않은 값이다.
내용적 1,000 L 이상인 용기는 8.37 J/(h·℃·L) 이하가 기준이지만, 200 L 용기에는 2.09 J/(h·℃·L)를 적용하며 1.71은 이를 만족한다.
시험용 가스는 액화질소·액화산소·액화아르곤을 쓰고, 기화량이 일정해졌을 때 액의 용적이 내용적의 1/3 이상 1/2 이하가 되도록 충전한다. 부적합하면 단열재를 교체하여 재시험할 수 있다.

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