개념 한 쪽
후드는 오염원을 고효율로 포집하기 위한 국소배기의 핵심이며, 제어속도는 후드가 오염물을 포집하기 위해 필요한 최소 기류 속도를 의미한다. 후드 형식 선정이 설계의 출발점이며, 제어거리·제어속도·후드 면적을 결합한 공식으로 필요송풍량이나 허용 거리 등을 산정한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「후드 제어속도」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 설계 순서 판단 | 1 | 국소배기 설계에서 선행 결정 항목을 가리기 |
| 슬로트후드 속도 특성 | 1 | 슬로트후드의 포착 속도와 거리 관계를 판별하기 |
| 제어속도 적용 범위 | 1 | 가스·증기 등 물질 상태에 따른 적정 제어속도 범위를 구분하기 |
후드는 국소배기장치에서 오염물을 직접 포집하는 입구 역할을 하므로 설계 시 가장 먼저 결정해야 할 항목은 후드의 형식이다. 후드 형식은 소요 풍량·제어속도·덕트 설계 등 이후의 모든 계산의 기준이 되므로, 설계 순서는 일반적으로 후드 선정 → 풍량 계산 → 덕트 및 송풍기 설계 순서로 진행한다.
제어속도는 후드 입구에서 오염원을 포집하기 위해 필요한 최소 기류 속도를 말한다. 가스·증기 등 조용히 확산되는 물질은 낮은 제어속도(0.25~0.5m/s)가 적정하고, 분진이나 비산이 심한 공정은 더 높은 제어속도가 요구된다. 제어속도는 후드와 작업점 간 거리에 민감하며, 거리가 멀어질수록 동일한 포집 효율을 유지하기 위해 더 높은 풍량이 필요하다.
후드의 포착 속도는 거리의 제곱에 반비례하는 특성을 보이므로 흡입기류는 거리 증가에 따라 급격히 약화한다. 반대로 취출기류는 거리에 따라 비교적 완만히 감소하므로, 후드는 오염원에 최대한 가깝게 설치해야 효율을 확보한다. 슬로트후드 등 특정 형식은 개구면적과 플랜지 유무에 따라 필요 배기량이 달라지므로 형식별 특성을 고려해 설계한다.
후드 풍량 산정에서는 형식별로 적용되는 경험식이나 보정계수를 사용한다. 플랜지 유무나 제어거리 보정계수, Dalla Valle 식 등은 주어진 배기량·면적·제어속도 관계를 통해 제어거리 또는 필요풍량을 역산하는 데 사용한다. 단위 환산(m/s ↔ m/min 등)을 정확히 처리해야 계산 오류를 피할 수 있다.
1) 플랜지가 없는 측방 후드의 필요송풍량 계산 예시를 보인다. 제어속도 1m/s는 분 단위로 환산하면 60m/min이므로 V=60m/min을 사용한다. 후드 면적이 0.5m×0.7m=0.35m²이고 제어거리 X=0.5m일 때 공식 Q = V(10X² + A)에 값을 대입하면 Q = 60 × (10×0.5² + 0.35) = 60 × 2.85 = 171m³/min이 된다.
2) 전자부품 납땜에서 플랜지 없는 후드의 기본 이론값을 계산한 예시를 보인다. 후드 개구면적 0.4m×0.4m=0.16m², 제어속도 0.5m/s는 30m/min으로 환산되며 제어거리 0.2m를 기본식에 대입하면 이론값은 약 7.2m³/min이 된다. 반송속도 등 추가 조건을 고려해 안전계수(문제 조건에 따라 적용)를 곱하면 실제 소요풍량이 16.8m³/min 수준에 근접할 수 있음을 설명한다.
3) Dalla Valle 식을 이용한 제어거리 역산 예시를 보인다. 배기량 90m³/min, 후드 면적 0.4m×1m=0.4m², 제어속도 0.5m/s를 대입하면 제어거리 X는 약 0.6m가 됨을 제시한다.
국소환기장치를 설계할때 가장 먼저 선정해야 할 것은?
정답 ① · 문제는 국소환기장치 설계 시 무엇을 먼저 선정해야 하는지를 묻고 있다. 설계 흐름상 오염원을 포집하는 후드 형식을 먼저 결정해야 그에 필요한 제어속도, 풍량, 배관 경로 및 송풍기 사양 등을 도출할 수 있다.
국소환기장치는 오염원 흡입을 위한 후드 설계가 선행되어야 송풍기 및 배기 경로 등 나머지 구성 요소를 결정할 수 있다.
슬로트후드(slot hood)에 관한 설명이다. 바르지 못한 것은?
정답 ③ · 슬롯후드(slot hood)는 넓은 면적에 걸쳐 균일한 기류를 형성하기 위해 주로 사용되며, 플랜지 부착 시 필요 배기량이 감소하는 것은 맞습니다. 그러나 슬롯 속도가 감소할 때 포착 속도가 정확히 등비적으로(proportionally) 직선 감소하는 것은 아니며, 포착 속도는 거리의 제곱에 반비례하여 비선형적으로 급격히 감소합니다.
슬로트후드의 포착 속도는 거리의 제곱에 반비례하여 비선형적으로 감소하므로 등비적 직선 감소는 틀린 설명이다.
국소배기장치에서 조용한 대기중에 거의 속도가 없는 상태로 발산하는 가스, 증기, 흄등을 제거하기 위한 적정제어속도는 얼마인가?
정답 ① · 문제는 국소배기장치에서 정지해 가깝게 거의 움직임이 없는 가스·증기·흄을 제거하기 위한 적정 제어속도를 묻고 있다. 확산성 있는 기체나 증기는 낮은 제어속도(약 0.25∼0.5 m/s)로도 효과적으로 포집되므로 이 범위가 적정하다.
대기 중 확산되는 가스·증기 제거에는 낮은 제어속도 0.25~0.5m/s가 적정하다.
산업위생관리산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.