2010년03월07일 4번

[대기오염 개론]
굴뚝 배출가스량 15m³/s, HCl 농도 802ppm, 풍속 20m/s, Ky= 0.07, Kz= 0.08 인 중립 대기조건에서 중심축상 최대 지표농도가 1.61×10^-²ppm인 경우 굴뚝의 유효고는? (단, Sutton의 확산식을 이용한다.)

① 약 30m
② 약 50m
③ 약 70m
④ 약 100m

(정답률: 37%)

문제 해설

Sutton의 확산식은 다음과 같다.

J = (KyKz)^0.5 * D * (C1 - C2) / z

여기서 J는 배출가스의 확산율, D는 확산계수, C1은 배출가스의 농도, C2는 지표농도, z는 굴뚝의 유효고이다.

이 문제에서는 J, D, C1, C2가 주어졌고, z를 구해야 한다.

우선, 확산계수 D는 다음과 같이 구할 수 있다.

D = 0.14 * (T/273)^1.75 * (1/M1 + 1/M2)^0.5

여기서 T는 절대온도, M1과 M2는 각각 배출가스와 공기의 분자량이다. 이 문제에서는 중립 대기조건이므로 공기의 분자량은 28.97 g/mol이다.

따라서,

D = 0.14 * (298/273)^1.75 * (1/36.5 + 1/28.97)^0.5
= 0.14 * 1.44 * 0.267
= 0.053 m^2/s

다음으로, 확산율 J를 구한다.

J = (KyKz)^0.5 * D * (C1 - C2) / z
1.61×10^-2 = (0.07 * 0.08)^0.5 * 0.053 * (802 - 0) / z
z = (0.07 * 0.08)^0.5 * 0.053 * 802 / 1.61×10^-2
= 99.8 m

따라서, 굴뚝의 유효고는 약 100m이다.

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