굴뚝높이 60 m 대기온도 27℃ 배기가스 137℃ 통풍력 1.5배

굴뚝높이 60 m 대기온도 27℃ 배기가스 137℃ 통풍력 1.5배

 

 

굴뚝높이가 60 m, 대기온도 27℃, 배기가스의 평균온도가 137℃일 때,

통풍력을 1.5배 증가시키기 위해서는 배출가스의 온도는 얼마가 되어야 하는가?

(단, 굴뚝의 높이는 일정하고 배기가스와 대기의 비중량은 1.3 kg/Nm3이다.)

① 약 230℃

② 약 280℃

③ 약 320℃

④ 약 370℃

 

 

 

통풍력, Z (mmH2O) 계산 공식

 

 

Z = 273×H×[γ_a / (273 + t_a) – γ_g / (273 + t_g)]

> H: 굴뚝높이 (m)

> γ_a: 공기의 비중량

> γ_g: 배기가스의 비중량

> t_a: 공기의 온도 (℃)

> t_g: 배기가스의 온도 (℃)

 

 

 

[1] 현재 통풍력

 

Z = 273×60×[1.3 / (273 + 27) – 1.3 / (273 + 137)]

= 19.0434 mmHg

 

 

 

[2] 1.5배 증가 통풍력

 

배출가스의 온도 = x 라 두면,

1.5×19.0434 = 273×60×[1.3 / (273 + 27) – 1.3 / (273 + x)]

 

(1.5×19.0434) / (273×60) = 1.3 / (273 + 27) – 1.3 / (273 + x)

 

1.3 / (273 + x) = 1.3 / (273 + 27) – (1.5×19.0434) / (273×60) = 0.00258943

 

273 + x = 1.3 / 0.00258943 = 502.0409897

 

x = 502.0409897 – 273 = 229.0409897

 

 

 

답: ① 약 230℃

 

 

300x250

 

 

[참고] 273 × 1.3 = 354.9 ≒ 355

Z = 273×H×[γ_a / (273 + t_a) – γ_g / (273 + t_g)]

= 355×H×[1 / (273 + t_a) – 1 / (273 + t_g)]

= 355×H×[1 / T_a – 1 / T_g]

( T(K) = 273 + ℃ )

 

 

 

Z = 355×60×[1/300 – 1/410]

= 19.0488 mmH2O

 

 

1.5×19.0488 = 355×60×[1/300 – 1/T_g]

 

(1.5×19.0488) / (355×60) = [1/300 – 1/T_g]

 

0.0013414648 = [1/300 – 1/T_g]

 

1/T_g = (1/300) – 0.0013414648 = 0.0019918685

 

T_g = 1 / 0.0019918685 = 502.04 K

 

502.04 – 273 = 229.04℃

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/17277 ]

50 m의 높이가 되는 굴뚝내의 배출가스 평균온도가 300℃, 대기온도가 20℃일 때 통풍력(mmH2O)은? (단, 연소가스 및 공기의 비중을 1.3 kg/Sm3이라고 가정한다.)

Z = 355×H×(1 / T_a – 1 / T_g)

 

 

 

[키워드] 배출가스 온도 기준, 통풍력 기준, 통풍력 사전

굴뚝의 높이가 60 m, 배기가스의 평균온도가 137℃일 때, 자연통풍력을 1.5배 증가시키기 위해서 배기가스온도(℃)는 얼마가 되어야 하는지 계산하시오. (단, 대기온도 27℃, 표준상태의 공기밀도는 1.3 kg/m3 기준)