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다음 조건으로 구성된 2층 여과지에서 표면세척을 할 경우 손실수두(cm… | [정수시설운영관리사 1급 1차] 24년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[정수시설운영관리사 1급 1차] 24년 2회차

다음 조건으로 구성된 2층 여과지에서 표면세척을 할 경우 손실수두(cm)는 약 얼마인가? (단, 모래층의 팽창률은 37 %, 안트라사이트층의 팽창률은 25 %, 팽창된 모든 여과층의 공극률은 0.6 이다.)

  • 모래층 – 유효경: 0.5 mm, 공극률: 0.45, 비중: 2.65, 높이: 35 cm
  • 안트라사이트층 – 유효경: 1.0 mm, 공극률: 0.5, 비중: 1.65, 높이: 60 cm
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41
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해설

두 층의 손실수두를 더하면 약 51 cm이다.

여층이 팽창해 유동상태가 되면 손실수두는 여재가 물속에서 갖는 무게(부력을 뺀 무게)로 결정되며 hL=Le(1−εe)(ρs−ρρ)h_L = L_e (1-\varepsilon_e)\left(\dfrac{\rho_s-\rho}{\rho}\right) 로 계산한다. 여기서 LeL_e는 팽창 후 두께, εe\varepsilon_e는 팽창된 층의 공극률 0.6이다.

모래층: 팽창 후 두께 35×(1+0.37)=47.95 cm35 \times (1+0.37) = 47.95\,\mathrm{cm}
h1=47.95×(1−0.6)×(2.65−1)=31.6 cmh_1 = 47.95 \times (1-0.6) \times (2.65-1) = 31.6\,\mathrm{cm}
안트라사이트층: 팽창 후 두께 60×(1+0.25)=75 cm60 \times (1+0.25) = 75\,\mathrm{cm}
h2=75×(1−0.6)×(1.65−1)=19.5 cmh_2 = 75 \times (1-0.6) \times (1.65-1) = 19.5\,\mathrm{cm}
합계 31.6+19.5≒51 cm31.6 + 19.5 \fallingdotseq 51\,\mathrm{cm}

팽창 전 두께와 원래 공극률로 35×(1−0.45)×1.65+60×(1−0.5)×0.65=31.8+19.5=51.3 cm35\times(1-0.45)\times1.65 + 60\times(1-0.5)\times0.65 = 31.8+19.5=51.3\,\mathrm{cm} 를 계산해도 같은 값이 나오는데, 이는 손실수두가 팽창 정도와 무관하게 여재의 수중 무게로 정해지기 때문이다. 주어진 유효경 0.5 mm·1.0 mm는 이 계산에 쓰이지 않는다.

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