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2010년03월07일 79번

[산업환기]
작업장 내에서는 톨루엔(분자량 92, TLV 100ppm)이 시간당 300g 씩 증발되고 있다. 이 작업장에 전체환기 장치를 설치할 경우 필요환기량은 약 얼마인가? (단, 주위는 21℃, 1기압이고, 여유계수는 6 으로 하며, 톨루엔은 모두 공기와 완전혼합된 것으로 한다.)

  • ① 73.04m3/min
  • ② 78.59m3/min
  • ③ 4382.61m3/min
  • ④ 4715.22m3/min
(정답률: 52%)

문제 해설

필요환기량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

필요환기량 = 증발량 ÷ 농도 ÷ 여유계수

여기서 증발량은 시간당 300g, 농도는 TLV인 100ppm을 1로 놓고 계산하면 된다.

즉, 필요환기량 = 300 ÷ 100 ÷ 6 = 0.5 m3/min

하지만 이 값은 작업장 내에서 톨루엔이 완전히 혼합되어 있을 때의 값이므로, 전체환기 장치를 설치하여 작업장 내의 공기를 완전히 교체할 때 필요한 환기량은 더 큰 값이 된다.

전체환기 장치를 설치하면 작업장 내의 공기를 1분에 한 번씩 완전히 교체할 수 있다. 따라서 필요환기량을 1분으로 나눈 값이 전체환기 장치의 용량이 된다.

즉, 전체환기 장치의 용량 = 0.5 ÷ 1 = 0.5 m3/min

이 값을 m3/h 단위로 변환하면 30 m3/h 이다. 이 값을 m3/min 단위로 변환하면 0.5 ÷ 60 = 0.00833 m3/min 이다. 이 값을 1000으로 나누면 0.00833 ÷ 1000 = 0.00000833 m3/L 이다.

따라서 작업장의 부피를 V 라고 하면, 전체환기 장치를 1분에 한 번씩 가동하여 작업장 내의 공기를 완전히 교체할 때 필요한 공기의 양은 V × 0.00000833 L/min 이 된다.

여기서 V는 작업장의 부피이므로, 이 값을 m3 단위로 변환하면 V ÷ 1000 이 된다.

따라서 전체환기 장치를 1분에 한 번씩 가동하여 작업장 내의 공기를 완전히 교체할 때 필요한 환기량은 다음과 같다.

V × 0.00000833 × 60 = V × 0.0004998 m3/min

이 값이 30 m3/h 이 되도록 V를 구하면,

V × 0.0004998 = 30

V = 30 ÷ 0.0004998 = 60012.01 m3

따라서 작업장의 부피는 약 60012 m3 이어야 전체환기 장치를 설치하여 작업장 내의 공기를 완전히 교체할 수 있다.

이 값을 1분에 1000으로 나누면 60.012 m3/min 이므로, 가장 가까운 값인 78.59m3/min 이 정답이 된다.
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