개념 한 쪽
산업위생관리기사 단순 국소배기시설의 설계 — 저항을 설계로 맞춘다
단순 국소배기시설의 설계는 송풍기와 덕트의 법칙을 계산에 넣는 일이다. 상사 송풍기는 외경이 커지면 풍량은 세제곱, 축동력은 다섯제곱으로 늘어난다. 정압조절 평형법은 안정성이 높지만 설계가 복잡하고, 송풍기 형식마다 압력손실에 대한 반응이 다르다.
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뜻
상사 송풍기의 법칙이 첫째 축이다. 같은 회전수로 운전되는 상사 송풍기에서 풍량은 회전차 외경의 세제곱에 비례한다. 외경이 600mm에서 1,200mm로 두 배가 되면 풍량은 8배가 되고, 300m³/min이면 2,400m³/min이 된다. 축동력은 외경의 다섯제곱에 비례하므로 외경이 두 배가 되면 32배가 된다. 축동력 0.4kW는 12.8kW, 0.8kW는 25.6kW가 된다.
소요동력 계산이 둘째 축이다. 송풍기의 소요동력은 총 공기량과 압력손실의 곱을 효율과 6120으로 나눈 뒤 안전율을 곱해 구한다. 국소환기시설 전체의 압력손실과 송풍기 총 공기량이 주어지면 이 식에 그대로 넣는다.
송풍기 형식의 성질이 셋째 축이다. 방사 날개형은 깃이 평평한 판으로 된 플레이트형이며 분진 부착이 적고 강도가 높다. 전향 날개형은 다익형으로 같은 풍량을 낮은 회전수로 얻지만, 배관의 압력손실이 커지면 송풍량이 급격히 줄어든다. 축류송풍기는 구조가 단순하고 경량이며 설치비가 저렴하다. 터보 송풍기는 후향 날개형으로 효율이 높고 집진기 전단에 설치한다.
평형법의 성질이 넷째 축이다. 정압조절 평형법은 시스템 안정성이 높아 덕트 내 퇴적 문제가 적지만, 설계가 복잡하고 시간이 많이 걸린다. 이 장단점을 뒤집어 적은 선지가 오답이 된다.
예제
출제 패턴은 ① 상사 송풍기의 풍량(외경 세제곱: 300→2,400m³/min), ② 상사 송풍기의 축동력(외경 다섯제곱: 0.4→12.8kW, 0.8→25.6kW), ③ 송풍기 소요동력 계산(공기량×압력손실÷효율÷6120×안전율), ④ 축류송풍기의 성질(구조 단순·경량·저렴), ⑤ 방사 날개형의 성질(플레이트형·분진 부착 적음·압력 변화에 풍량 급감 없음), ⑥ 터보 송풍기의 성질(후향 날개형·집진기 전단), ⑦ 정압조절 평형법의 장단점(안정성 높음·설계 복잡)이다. 「풍량은 세제곱, 동력은 다섯제곱」이 이 세트의 기준선이다.
자주 묻는 물음
- 상사 송풍기에서 외경이 두 배가 되면 풍량과 축동력은 어떻게 되나요?
- 같은 회전수라면 풍량은 세제곱에 비례해 8배, 축동력은 다섯제곱에 비례해 32배가 됩니다. 풍량 300m³/min은 2,400m³/min, 축동력 0.4kW는 12.8kW가 됩니다.
- 송풍기 소요동력은 어떻게 구하나요?
- 총 공기량과 압력손실의 곱을 송풍기 효율과 6120으로 나눈 뒤 안전율을 곱합니다.
- 정압조절 평형법의 장단점은 무엇인가요?
- 시스템 안정성이 높아 덕트 내 퇴적 문제가 적다는 장점이 있고, 설계가 복잡하고 시간이 많이 걸린다는 단점이 있습니다.
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