2010년03월07일 74번

[산업환기]
0℃, 1기압에서 공기의 비중량은 1.293kgf/m³ 이다. 65℃의 공기가 송풍관 내를 15m/s 의 유속으로 흐를 때 속도압은 약 몇mmH₂O 인가?

① 12
② 13
③ 14
④ 15

(정답률: 37%)

문제 해설

속도압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

속도압 = 1/2 x 공기밀도 x 유속의 제곱

먼저, 65℃에서의 공기밀도를 구해보자.

공기의 비중량은 온도와 압력에 따라 변화하므로, 이를 고려하여 구해야 한다. 일반적으로 공기의 비중량은 0℃, 1기압에서의 값을 기준으로 계산한다. 따라서, 65℃에서의 공기밀도를 구하기 위해서는 다음과 같은 과정이 필요하다.

1. 0℃, 1기압에서의 공기밀도 구하기

공기의 비중량은 1.293kgf/m³ 이므로, 공기의 밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

공기밀도 = 공기의 비중량 x 중력가속도

= 1.293kgf/m³ x 9.81m/s²

= 12.68kg/m³

2. 65℃에서의 공기밀도 구하기

공기의 밀도는 다음과 같은 식으로 계산할 수 있다.

공기밀도 = (기체상수 x 분자량 x 압력) / (온도 x 기체상수)

= (287J/kg·K x 28.97g/mol x 1atm) / (338K x 8.31J/mol·K)

= 1.14kg/m³

따라서, 65℃에서의 공기밀도는 1.14kg/m³ 이다.

이제 속도압을 계산해보자.

속도압 = 1/2 x 공기밀도 x 유속의 제곱

= 1/2 x 1.14kg/m³ x (15m/s)²

= 101.25Pa

따라서, 속도압은 약 101.25Pa 이다. 이 값을 mmH₂O로 변환하면 다음과 같다.

101.25Pa = 0.81mmH₂O

따라서, 정답은 "13"이 아닌 "12"이다.

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