[산업위생관리기술사 제140회 2교시 1번]

2교시 1번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분

국소배기장치에서 정압(SP)과 속도압(VP)에 대하여 설명하고, 다음 조건에서의 반송속도(m/s)와 공기유량(m³/s)를 구하시오.
(단, 계산과정과 답을 명시하고, 반송속도와 공기유량은 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 둘째 자리까지 작성하시오.)

[조건]
21℃, 1 atm에서 직경이 152 mm인 덕트 내 정압(SP): -63.5 mmH2O
전압(TP): -30.5 mmH2O

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답안 구조

  1. 개요
  2. 정압(SP)과 속도압(VP)의 개념 및 특징
  3. 반송속도(m/s) 계산 과정
  4. 공기유량(m³/s) 계산 과정
  5. 결론 및 실무적 고려사항

용어 정의

정압 (Static Pressure, SP)
덕트 벽면에 수직으로 작용하는 압력으로, 공기의 흐름과 무관하게 모든 방향으로 동일하게 작용하며 배기계에서는 음압(-)을 나타냄
속도압 (Velocity Pressure, VP)
공기가 덕트 내를 이동할 때 발생하는 압력으로, 흐름 방향으로만 작용하며 항상 양압(+)을 나타냄
전압 (Total Pressure, TP)
정압과 속도압의 대수합으로, 덕트 내 공기가 가진 총 에너지를 의미하며 마찰 등의 손실로 인해 하류로 갈수록 감소함

핵심 내용

  • 베르누이 정리를 응용한 덕트 내 압력(TP, SP, VP) 상호 관계 적용
  • 표준 상태(21℃, 1 atm) 공기 밀도를 고려한 반송속도 유도
  • 덕트 단면적과 반송속도를 이용한 연속방정식 기반 체적 유량 산출

공식: VP=TP−SPVP = TP - SP, V=4.04×VPV = 4.04 \times \sqrt{VP}, A=π×D24A = \frac{\pi \times D^2}{4}, Q=A×VQ = A \times V

풀이 순서: 전압(TP)에서 정압(SP)을 빼서 속도압(VP) 산출 → 21℃·1 atm 표준공기 반송속도식에 VP를 대입하고 소수점 처리 → 덕트 직경 152mm를 m로 환산해 원형 단면적(A) 산출 → 단면적과 반송속도를 곱해 공기유량(Q) 산출 및 소수점 처리

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출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)

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