2020년08월22일 25번

[수질오염방지기술]
폐수량 20,000m³/day, 체류시간 30분, 속도경사 40sec^-1의 응집 침전조를 설계할 때 교반기 모터의 동력효율을 60%로 예상 한다면 응집침전조의 교반기에 필요한 모터의 총동력(W)은? (단, μ = 10^-3 kg/m·s)

① 417
② 667.2
③ 728.5
④ 1,112

(정답률: 38%)

문제 해설

응집 침전조에서의 교반기 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

Q = 폐수량 = 20,000 m3/day = 231.48 L/s
V = 체류조 부피 = Q × t = 231.48 × 1800 = 417,664 L
μ = 동력 손실 계수 = 10^-3 kg/m·s
S = 속도경사 = 40 sec^-1

교반기 동력 = (μ × ρ × N^3 × V × S) / (2 × 1000 × η)

여기서 ρ는 물의 밀도이고, N은 회전 속도(단위: rpm), η는 동력 효율이다.

ρ = 1000 kg/m^3
N을 구하기 위해, 속도경사 S와 체류시간 t를 이용하여 평균 유속 U를 계산한다.

U = S × t = 40 × 30 × 60 = 72,000 m/day
U = Q / A
A = Q / U = 231.48 / 72,000 = 0.0032 m^2

따라서, 유체의 단면적 A를 이용하여 회전 속도 N을 구할 수 있다.

N = (Q / A) / 60 = 12.07 rpm

이제 교반기 동력을 계산할 수 있다.

교반기 동력 = (10^-3 × 1000 × 12.07^3 × 417,664 × 40) / (2 × 1000 × 0.6) = 1,112 W

따라서, 정답은 "1,112"이다.

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