21-1어떤 물질이 온도 130 ℃인 작업장에서 시간당 3 L씩 증발하… | 2021년 산업위생관리기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

약 19.59 m³/min

[해설]

폭발방지 환기량은 발생한 증기를 폭발하한 아래로 희석하는 데 필요한 공기량이다. 21 ℃·1기압을 기준으로 정리한 식은 다음과 같다.

$Q=\dfrac{24.1\times S\times W\times C\times 10^{2}}{M\times \mathrm{LEL}\times B}\times\dfrac{1}{60}$

여기서 $S$는 비중, $W$는 시간당 사용량(L/hr), $C$는 안전계수, $M$은 분자량, LEL은 %로 넣은 폭발하한, $B$는 온도에 대한 보정상수다. 24.1은 21 ℃·1기압에서 기체 1몰의 부피(L)이고 $10^{2}$은 %로 넣은 LEL을 분율로 바꾸는 몫이다. $B$는 온도가 높을수록 폭발하한이 낮아지는 것을 반영하는 값으로, 여기서는 문제가 0.7로 지정해 주었다.

먼저 21 ℃ 기준 환기량을 구한다.

$Q_{21}=\dfrac{24.1\times 0.88\times 3\times 10\times 10^{2}}{106\times 1\times 0.7}\times\dfrac{1}{60}=14.29\ \mathrm{m^{3}/min}$

문제가 요구한 것은 실제 환기량이므로, 이 값을 작업장 온도인 130 ℃의 부피로 환산한다. 같은 몰수의 공기라도 온도가 오르면 부피가 커지므로 실제로 밀어내야 할 공기 부피는 그만큼 늘어난다.

$Q_{130}=14.29\times\dfrac{273+130}{273+21}=\mathbf{19.59\ \mathrm{m^{3}/min}}$

온도 보정을 빠뜨리면 14.29 m³/min이 답이 되므로, 발문이 21 ℃ 기준 환기량을 묻는지 실제 환기량을 묻는지 반드시 확인해야 한다. 주어진 분자량 106과 비중 0.88은 크실렌의 물성에 해당한다.