액화석유가스를 사용하고 있던 가스렌지를 도시가스로 전환하려고 한다. 다… | [가스기사 필기] 21년 2회차 기출문제 상세 페이지

그림의 조건은 LPG가 총발열량 $H_1=24000\,\mathrm{kcal/m^3}$, 비중 $d_1=1.55$, 사용압력 $P_1=2.8\,\mathrm{kPa}$, 노즐구경 $D_1=0.3\,\mathrm{mm}$이고, LNG(도시가스)가 $H_2=6000\,\mathrm{kcal/m^3}$, $d_2=0.65$, $P_2=1.0\,\mathrm{kPa}$이다.
연소기의 열량을 같게 유지하려면 $H\,D^2\sqrt{P/d}$가 같아야 하므로 $D_2 = D_1\sqrt{\dfrac{H_1\sqrt{P_1/d_1}}{H_2\sqrt{P_2/d_2}}}$이며, 웨버지수 $WI=H/\sqrt{d}$로 쓰면 $D_2 = D_1\sqrt{\dfrac{WI_1\sqrt{P_1}}{WI_2\sqrt{P_2}}}$가 된다.
값을 넣으면 $WI_1 = \dfrac{24000}{\sqrt{1.55}} \approx 19277$, $WI_2 = \dfrac{6000}{\sqrt{0.65}} \approx 7442$이므로 $D_2 = 0.3\sqrt{\dfrac{19277\times\sqrt{2.8}}{7442\times\sqrt{1.0}}} = 0.3\sqrt{4.33} \approx 0.62\,\mathrm{mm}$다.
즉 발열량이 작고 압력도 낮은 도시가스로 바꾸면 같은 열량을 내기 위해 노즐을 약 두 배로 키워야 하며, 구경은 약 0.6 mm가 된다.