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19-1 text{font-family:"Apple SD Gothic … | 2019년 산업위생관리기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

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열원(발생원) 열상승 기류 E F₃ H

그림과 같은 레시버식 캐노피형 후드에서 열원과 후드 사이의 높이가 H = 1 m, 열원의 폭이 E = 1.2 m이고, 열원의 온도는 1,800 ℃이다. 아래 조건을 이용하여 열상승 기류량(m³/min)을 구하시오.

(1) 열상승 기류량 Q=0.57γ (Aγ)0.33×Δt0.45×Z1.5Q=\dfrac{0.57}{\gamma\,(A\gamma)^{0.33}}\times\Delta t^{0.45}\times Z^{1.5} (단, A : 열원의 면적(m²), tmt_m : 열원의 온도(℃))

(2) 온도차 Δt\Delta t 의 계산식 : H/E≤0.7H/E\le0.7 이면 Δt=tm−20\Delta t=t_m-20, H/E>0.7H/E\gt0.7 이면 Δt=(tm−20)(2E+H2.7E)−1.7\Delta t=(t_m-20)\left(\dfrac{2E+H}{2.7E}\right)^{-1.7}

(3) 가상고도 ZZ 의 계산식 : H/E≤0.7H/E\le0.7 이면 Z=2EZ=2E, H/E>0.7H/E\gt0.7 이면 Z=0.74(2E+H)Z=0.74(2E+H)

(4) 열원의 종횡비 γ=1\gamma=1

해설

61.09 m³/min


[해설]

레시버식 캐노피형 후드는 열원에서 올라오는 열상승 기류를 위에서 받아 내는 후드다. 먼저 H/E 값으로 온도차와 가상고도에 쓸 식을 고른다.

H/E = 1 / 1.2 = 0.833 > 0.7이므로 두 번째 식을 쓴다.
Δt = (1,800 − 20) × (3.4 / 3.24)−1.7 = 1,780 × 0.9213 = 1,639.96 ℃
Z = 0.74 × (2 × 1.2 + 1) = 2.516 m

종횡비가 1이므로 폭 E를 지름으로 하는 원형 열원으로 본다.
A = π × 1.22 / 4 = 1.131 m2
Q = 0.57 / (1 × 1.1310.33) × 1,639.960.45 × 2.5161.5
= 0.5473 × 27.97 × 3.991
= 61.09 m3/min

혼동 주의: 지수 −1.7은 음수여서 괄호 안 값이 1보다 크면 온도차가 오히려 줄어든다.

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