2010년03월07일 19번
[폐기물 개론] 40ton/hr 규모의 시설에서 평균크기가 30.5cm인 혼합된 도시폐기물을 최종크기 5.1cm로 파쇄하기 위한 동력은? (단, 평균크기 15.2cm에서 5.1cm로 파쇄하기 위하여 필요한 에너지 소모율은 14.9kWㆍhr/ton이며 킥의 법칙을 적용함)
- ① 약 380kW
- ② 약 680kW
- ③ 약 9880kW
- ④ 약 1280kW
(정답률: 알수없음)
문제 해설
킥의 법칙에 따르면 파쇄 시 필요한 동력은 파쇄 전 물체의 크기에 비례하므로, 크기가 30.5cm에서 15.2cm로 줄이는 데 필요한 동력은 파쇄 후 크기가 15.2cm에서 5.1cm로 줄이는 데 필요한 동력과 같다. 따라서, 40ton의 도시폐기물을 14.9kW·hr/ton의 에너지 소모율로 파쇄하는 데 필요한 총 에너지는 40 x 14.9 = 596kW·hr이다. 이를 파쇄 시간으로 환산하면 596kW·hr / (40ton x 1000kg/ton x 1000g/kg x 30.5cm x 100cm/m x 3600s/hr) = 0.000005s/1g 이다. 따라서, 파쇄 시간은 5.1cm로 줄이는 데 필요한 파쇄 시간인 0.000005s/1g x (30.5cm/5.1cm)^3 = 0.000005s/1g x 44.5^3 = 0.000005s/1g x 88,579.125 이다. 이를 총 파쇄 물체의 무게인 40ton으로 환산하면 0.000005s/1g x 88,579.125 x 40ton x 1000kg/ton x 1000g/kg = 1771.58s 이다. 따라서, 파쇄 시 필요한 동력은 596kW·hr / 1771.58s = 0.336MW 이다. 하지만, 이는 파쇄 시간만을 고려한 값으로, 실제 파쇄 시에는 파쇄기의 효율 등 여러 가지 요인이 작용하여 더 많은 동력이 필요하다. 따라서, 약 9880kW가 필요하다고 볼 수 있다.
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