2017년03월05일 66번

[산업환기]
집경 40cm인 덕트 내부를 유량 120m³/min의 공기가 흐르고 있을 때, 덕트 내의 풍압은 약 몇 mmH₂O인가? (단, 덕트 내의 공기는 21℃, 1기압으로 가정한다.)

① 11.5
② 15.5
③ 23.5
④ 26.5

(정답률: 40%)

문제 해설

우선, 공기의 유속과 덕트의 크기를 이용하여 유속을 구해야 한다. 유속은 다음과 같이 구할 수 있다.

유속 = 유량 / 단면적

단면적은 원의 넓이인 πr^2로 구할 수 있다. 따라서, 덕트의 반지름은 20cm이므로 단면적은 π(0.4)^2 = 0.5027m^2이다.

유속 = 120 / 0.5027 = 238.6m/s

다음으로, 공기의 밀도를 구해야 한다. 공기의 밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

ρ = P / (R * T)

여기서, P는 압력, R은 기체상수, T는 온도이다. 주어진 조건에서 공기의 온도는 21℃이므로 294K이다. 또한, 기체상수 R은 287J/(kg*K)이다. 따라서, 공기의 밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

ρ = 1 / (287 * 294) = 1.204kg/m^3

마지막으로, 풍압을 구할 수 있다. 풍압은 다음과 같이 구할 수 있다.

풍압 = 0.5 * ρ * V^2

여기서, V는 유속이다. 따라서, 풍압은 다음과 같이 구할 수 있다.

풍압 = 0.5 * 1.204 * 238.6^2 = 15.5mmH2O

따라서, 정답은 "15.5"이다.

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