개념 한 쪽
작업장 국부배기용 후드의 설치와 운용은 오염물질 포집 효율을 결정한다는 점을 이해해야 한다. 후드의 형식 분류, 흡인 요령, 플랜지의 효과 및 후드 관련 압력손실 계산을 통해 적절한 환기 설계와 운영 판단을 할 수 있다.
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출제기준 단원 「자연환기」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 후드 흡인 요령 판별 | 1 | 후드 설치 시 개구면적·거리·국부 흡인의 원칙을 가려내기 |
| 후드 형식 구별 | 1 | 제시된 용어가 후드의 표준 형식인지 식별하기 |
| 플랜지·압력손실 계산 | 1 | 플랜지 효과와 속도압×유입계수 계산으로 압력손실 구하기 |
후드(Hood)는 작업장에서 발생하는 유해 먼지나 가스를 포집하여 배출하는 국부배기 장치이다. 후드는 발생원을 감싸 포집하는 인클로저형(enclosure), 작업자가 들어가 사용하도록 만든 부스형(booth), 발생원 가까운 지점에서 오염물을 직접 받아들이는 리시빙형(수형) 등으로 구분한다. 확산형(diffusion type)은 후드 형식에 해당하지 않는 용어라는 점을 구분한다.
효과적인 흡인을 위해 후드는 발생원에 최대한 가까이 설치하고 국부적으로 포집하는 것이 원칙이다. 후드의 개구면적을 무작정 크게 하면 동일 풍량에서 흡입 속도가 낮아져 포집 효율이 떨어질 수 있으므로, 개구면적은 풍량 대비 적정 수준으로 유지해야 한다. 에어커튼 등 보조 장치를 이용해 외부 공기 유입을 차단하면 포집 효율을 높일 수 있다.
플랜지(Flange)를 후드 개구 주변에 부착하면 흡입구 주변의 유선을 정리하여 후방으로부터의 불필요한 공기 유입을 방지한다. 이로 인해 동일 포집 성능을 유지할 때 필요한 송풍량이 감소하고 압력손실이 줄어드는 등 효율 개선 효과가 발생한다. 플랜지는 뒤쪽 공기 흡입을 유도한다는 설명과는 상반되므로 유의해야 한다.
후드의 압력손실은 일반적으로 속도압(Pv)에 유입계수(C)를 곱하여 구한다. Pf = Pv × C 공식을 적용하면 주어진 속도압과 유입계수로부터 압력손실을 산정할 수 있다. 계산 결과는 근사값으로 제시된 보기와 비교하여 선택하면 된다.
유입계수가 0.75이고 속도압이 25 mmH2O인 경우에는 Pf = Pv × C 공식을 사용하여 압력손실을 계산한다. 25 × 0.75 = 18.75 mmH2O가 되며, 가장 근사한 보기 값을 정답으로 선택한다는 점을 유의한다. 개구면적을 무작정 크게 하면 흡입속도가 떨어져 포집 효율이 나빠진다는 설명은 오답 판별 기준으로 삼는다.
후드 형식 구별 문제에서는 인클로저형, 부스형, 리시빙형(수형) 등을 열거하고 확산형은 후드의 형식이 아니라고 판단한다. 수형 후드의 대표 예로 캐노피 후드를 들 수 있으며, 외부로부터 유입되는 오염물을 직접 받아들이는 형태라는 점을 유의한다.
후드에 의한 오염물질 흡인요령에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 문제는 후드에 의한 오염물질 흡인 요령에서 옳지 않은 것을 찾는 것이다. 국부후드는 발생원에 가깝게 설치하고 국부 흡인 방식을 적용해야 흡인 효율이 높으며 에어커튼 등 보조장치를 활용하면 확산을 억제할 수 있다.
후드는 발생원에 가깝게 설치하여 흡인 효율을 높여야 하므로, 개구면적을 무작정 크게 하는 ③은 옳지 않다.
다음 중 후드의 종류에 해당되지 않는 것은?
정답 ① · 문항은 후드의 종류로 분류되지 않는 항목을 고르는 문제이다. 일반적으로 산업용 후드 분류에는 인클로저형, 부스형, 리시빙형, 캐노피형 등 구조적·기능적 유형이 포함된다.
후드 종류에는 인클로저형, 부스형, 리시빙형 등이 있으며, 확산형(diffusion type)은 후드의 분류가 아닌 다른 공학적 용어이므로 정답이다.
후드 개구의 바깥주변에 플랜지(Flange) 부착시 발생하는 현상과 가장 거리가 먼 것은?
정답 ④ · 후드 개구부에 플랜지(Flange)를 부착하면 흡입구 주변의 유선이 평활해지고 흡입 범위가 넓어집니다. 이로 인해 같은 양의 오염물질을 포집하기 위해 필요한 포착 속도가 감소하거나 유지되면서도, 송풍량을 줄일 수 있게 됩니다.
플랜지 부착은 흡입구 유선 평활화로 동일 포집 성능 시 풍량 감소 효과가 있다.
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