2008년03월02일 1번
[수질오염개론] 수온이 20℃인 어느 강에 대기에서의 용존산소 공급량이 0.08mgㆍO2/Lㆍhr이라고 한다. 이 강의 상시 용존산소 농도가 7mg/L로 유지된다고 할 때 이 강의 산소전달계수(hr-1)는? (단, α, β값은 0.9, 20℃ 포화용존 산소농도 9.0mg/L)
- ① 0.02
- ② 0.05
- ③ 0.08
- ④ 0.12
(정답률: 알수없음)
문제 해설
산소전달계수는 다음과 같은 식으로 계산된다.
KO2 = α × β × (O2* - O2) / (1 + KL × L / V)
여기서,
α = 용존산소의 표면으로부터 대기까지의 거리 (m)
β = 대기와 용존산소 사이의 질량전달계수 (m/hr)
O2* = 포화용존 산소농도 (mg/L)
O2 = 현재 용존산소 농도 (mg/L)
KL = Henry's law 상수 (L/atm)
L = 용액의 총 부피 (L)
V = 공기의 부피 (L)
이 문제에서는 α, β, O2*, O2, KL, L, V 중에서 O2*, O2, KL, L, V 값이 주어졌으므로, KO2을 계산할 수 있다.
KO2 = 0.9 × 20 × (9.0 - 7.0) / (1 + 1 × L / V)
여기서, L과 V는 모두 강의 부피이므로, L/V는 1이 된다. 따라서,
KO2 = 0.9 × 20 × 2.0 / 2
KO2 = 18
다음으로, 대기에서의 용존산소 공급량을 이용하여 KO2을 구할 수 있다.
0.08 = α × β × (O2* - O2) / (1 + KL × L / V)
여기서, O2* = 9.0, O2 = 7.0, KL = 1, L/V = 1 이므로,
0.08 = α × β × (9.0 - 7.0) / (1 + 1 × 1)
0.08 = α × β × 2 / 2
0.08 = α × β
따라서, α × β = 0.08 이므로, 정답은 "0.08"이다.
KO2 = α × β × (O2* - O2) / (1 + KL × L / V)
여기서,
α = 용존산소의 표면으로부터 대기까지의 거리 (m)
β = 대기와 용존산소 사이의 질량전달계수 (m/hr)
O2* = 포화용존 산소농도 (mg/L)
O2 = 현재 용존산소 농도 (mg/L)
KL = Henry's law 상수 (L/atm)
L = 용액의 총 부피 (L)
V = 공기의 부피 (L)
이 문제에서는 α, β, O2*, O2, KL, L, V 중에서 O2*, O2, KL, L, V 값이 주어졌으므로, KO2을 계산할 수 있다.
KO2 = 0.9 × 20 × (9.0 - 7.0) / (1 + 1 × L / V)
여기서, L과 V는 모두 강의 부피이므로, L/V는 1이 된다. 따라서,
KO2 = 0.9 × 20 × 2.0 / 2
KO2 = 18
다음으로, 대기에서의 용존산소 공급량을 이용하여 KO2을 구할 수 있다.
0.08 = α × β × (O2* - O2) / (1 + KL × L / V)
여기서, O2* = 9.0, O2 = 7.0, KL = 1, L/V = 1 이므로,
0.08 = α × β × (9.0 - 7.0) / (1 + 1 × 1)
0.08 = α × β × 2 / 2
0.08 = α × β
따라서, α × β = 0.08 이므로, 정답은 "0.08"이다.
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