1. 덕트 풍량 계산
(1) 덕트 사이즈는 350 × 350, 풍속은 4.4 m/s 일 때 필요 풍량(CMM) 은?
[계산식] 덕트 가로 × 덕트 세로 × 풍속 × 분
0.35 × 0.35 × 4.4 × 60 = 32.34 m³/min = 32.34 CMM
(2) 집진기 200 파이 덕트 5개에 풍속은 20 m/s 시 필요 풍량(m³/min) 은? (통상 집진기 덕트 유속은 18~24 m/s)
[계산식] 덕트 가로 × 덕트 세로 × 원주 × 풍속 × 덕트 갯수 × 분
0.2 × 0.2 × 3.14 ÷ 4 × 20 × 5 × 60 = 188.4 m³/min
(3) 덕트 가로 120m x 세로 12m x 높이 4.5m 입니다.
세로 12m한쪽에서만 배기휀을 설치해서 배기를 합니다.
이때 실내 풍속을 2.5m/sec을 유지 할 때 풍량은 얼마인가요?
실내 풍속이 가장자리와 가운데는 마찰에 의하여 유속 분포가 다릅니다.
평균 유속이 2.5m/sec 로 일정하다고 가정하고면 아래식을 이용하면 됩니다.
풍량 (Q) = 유속(V) × 단면적 (A)
2. 배관 풍량 계산
(1) 필요 풍량은 20 m³/min , 체류시간은 15 m/sec, 2대를 설치 하여 TEE 로 연결
하려 하는데 토출 측 배관경을 얼마로 해야하나?
[계산식] 유속 = 유량 / 단면적 (배관구경)
150A (외경 Φ165.2), 토출 유속 15~20m/sec (일반적으로 적용되는 기준)
[답] 한 배관당 150A 배관을 사용하면 됨.
3. 하수처리장 반응조 송풍기 풍량 계산
[산소 요구량 계산]
유입량 (kg/d) : 유입유량 (m³/일) × 유입대상농도 (BOD, TN) (mg/L)
탈질량 (kg/d) : 질산화량 - 유출 NO3량
질산화량 (kg/d) : 유입 TN량 - 유출 TKN량 - 잉여슬러지합성에 의한 질소제거량
유출 TKN = TKN 농도가 없다면 TN 농도의 50% 정도라 가정하도록 합니다.
잉여슬러지합성에 의한 질소제거량 (kg/d) : 잉여슬러지발생량 × TN÷ MLSS(10%가정)
[실제 산소 요량 계산]
T : 활성슬러지 혼합액의 수온 (℃)
α : KLa 의 보정계수 (고부하 : 0.83, 저부하 : 0.97)
β : 산소포화농도의 보정계수 (고부하 : 0.95, 저부하 : 0.97)
Ρ : 대기압 (mmHg) - 760 mmHg (표준대기압적용)
[소요공기량]
(m³- Air/hr) -> (m³- Air/min) 으로 단위환산
Ea : 청수에 대한 산소이동효율 (25%)
ρ : 공기밀도 (1.2923 kg/m³ air)
Qw : 공기중의 산소비중비 (0.232 kgO2/kg air)
α : 여유율 (20%)
4. 풍속 계산
(1) 송풍기의 토출구 규격이 600×600이고 풍량이 260 CMM이라면 풍속은?
유속(V) = 풍량 (Q) ÷ 단면적 (A)
V(m/sec) = 260(m³/min) / 0.6*0.6(㎡) 여기에서 풍량을 초당으로 변경
V(m/sec) = 260/60(m³/min) / 0.6*0.6(㎡)
풍속은 약 12.037 m/sec
5. 유량 계산
(1) 유량 60 m³/h 를 질량유량 kg/hr 로 환산하면?
모든 유체는 제 각각의 고유의 물리적 특성을 갖고 있으며, 온도가 변화하면
그 특성도 변하게 됩니다. 따라서 유체가 무엇인지? 온도가 얼마인지? 가 제시 되어야 환산이 가능합니다.
유량 환산 예시
1) 유체가 물이고 온도가 20℃ 일 때 유량이 60 m³/h 라면?
이때 물의 비중량은 998.2 Kg/m³ (유체의 물리적 특성표 참조)
따라서 물의 밀도는 998.2 Kg/m³
환산식은 아래와 같다.
질량(m) = 밀도(ρ) × 체적(V)
시간당 유동질량 (Kg/hr) = 998.2 × 60 = 59,892 kg/hr
2) 유체가 물이고 온도가 80℃ 일 때 유량이 60 m³/h 라면?
이때 물의 비중량은 971.8 Kg/m³ (유체의 물리적 특성표 참조)
따라서 물의 밀도는 971.8 Kg/m³
시간당 유동질량 (Kg/hr) = 971.8 × 60 = 58,308 kg/hr
3) 유체가 공기이고 온도가 20℃ 일 때 유량이 60 m³/h 라면?
이때 공기의 비중량은 1.161 Kg/m³ (유체의 물리적 특성표 참조)
따라서 공기의 밀도는 1.161 Kg/m³
시간당 유동질량 (Kg/hr) = 1.161 × 60 = 69.66 kg/hr
4) 유체가 공기이고 온도가 100℃ 일 때 유량이 60 m³/h 라면?
이때 공기의 비중량은 0.916 Kg/m³ (유체의 물리적 특성표 참조)
따라서 공기의 밀도는 0.916 Kg/m³
시간당 유동질량 (Kg/hr) = 0.916 × 60 = 54.96 kg/hr
위와 같이 동일 체적 유량에서 유체별로 온도변화가 일어날 경우 질량 유량이 변화합니다.
하므로 유량계산 시에는 꼭!! 유체가 무엇인지? 온도가 얼마인지? 가 제시 되어야 합니다.
(2) 면적이 20㎡ 인 도관을 공기가 15 m/sec 의 속도로 흐른다면 도관을 지나가는
공기의 질량유량은 몇 Kg/s 인가? (단, 공기의 밀도가 2 kg/m³ 이다.)
면적 × 유속 × 공기 밀도 = 20 ㎡ × 15 m/sec × 2 kg/m³ = 600 kg/sec
참고자료
① 간단한 송풍기 계산식
간단한 송풍기 계산식.xls② 각 단위별 변환식 의미와 예제
(http://iori826.tistory.com/96)
To be continued