개념 한 쪽
에너지관리기사 연도·연돌 — 높이와 확산
연돌은 배기가스를 멀리 내보내고 통풍력을 만드는 구조물이다. 통풍력과 밀도차로 연돌 높이를 구하는 법, 일정 속도를 유지할 때 입구와 출구의 면적비, 연돌의 설치 목적, 유효 굴뚝높이와 지표 최고농도의 관계를 본다.
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뜻
연돌의 통풍력은 높이와 밀도차의 곱이다. 배기가스 220℃, 외기 25℃이고 0℃ 기준 밀도가 각각 0.770과 1.186kg/m³라면, 온도 보정으로 0.770×273/493≈0.426, 1.186×273/298≈1.087이 된다. 밀도차는 약 0.660kg/m³이고, 통풍력 52.85mmH2O를 이 차로 나누면 높이는 약 80m다.
연소가스가 연돌에 200℃로 들어가 30℃로 나온다면 부피가 줄어든다. 같은 속도를 유지하려면 면적비를 절대온도비로 잡아 A₁/A₂=473/303≈1.56으로 한다. 출구 쪽 면적을 그만큼 줄이는 셈이다.
연돌의 설치 목적은 배기가스를 빠르게 내보내고 멀리 확산시키며 유효 통풍력을 얻는 것이다. 통풍력을 조절하는 일은 댐퍼의 몫이지 연돌의 목적이 아니다.
유효 굴뚝높이가 커지면 지표의 최고 농도는 낮아진다. 최고 농도는 유효 굴뚝높이의 제곱에 반비례하므로 높이가 두 배가 되면 농도는 1/4로 줄어든다.
예제
선지 판단은 통풍력과 밀도차로 연돌 높이 약 80m를 구하는지, 일정 속도에서 면적비를 절대온도비 1.56으로 잡는지, 연돌 설치 목적에서 통풍력 조절을 빼는지, 유효 굴뚝높이가 두 배면 지표 농도가 1/4이 된다고 보는지에서 갈린다. 80m와 1.56이 그 예다. 면적비를 섭씨 온도비로 계산한 선지, 연돌의 목적에 통풍력 조절을 넣은 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 연돌 높이는 어떻게 구하나요?
- 통풍력을 외기와 배기가스의 밀도차로 나눕니다. 예시에서는 약 80m입니다.
- 연돌 입구와 출구의 면적비는 어떻게 정하나요?
- 같은 속도를 유지하려면 절대온도비로 잡습니다. 473/303≈1.56입니다.
- 유효 굴뚝높이가 두 배가 되면 지표 최고농도는 어떻게 되나요?
- 제곱에 반비례하므로 1/4로 줄어듭니다.
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