유효환기량 56.6 m3/min 30분 후 작업장의 농도(ppm)

유효환기량 56.6 m3/min 30분 후 작업장의 농도(ppm)

작업장의 용적이 3,000 m3이며, 유해물질이 600 L/hr로 발생하고 이때 유효환기량은 56.6 m3/min이다. 30분 후 작업장의 농도(ppm)를 구하시오. (단, 초기농도는 고려하지 않고 1차 반응식을 사용하여 구하며 V는 작업장의 용적, G는 발생량, Q’는 유효환기량, C는 농도이다.)

(초기 농도를 고려하지 않는)

1차 반응식

C_t = (G / Q’) [1 – e^(–Q’ / V × t)]

> C_t: 작업장의 농도

> G: 유해물질 발생량

> Q’: 유효환기량

> V: 작업장의 용적

> t: 시간

주어진(암기한) 공식에

주어진 data 입력/계산만 하면 되는

이런 단순한 문제는

오로지 “단위 통일”만 주의하면 된다.

3000 m3, 600 L/hr, 56.6 m3/min, 30분 후

---> 용적은 m3, 시간은 분(min)으로 통일하자.

유해물질 발생량의 단위를 통일시키면,

(600 L/hr) (1 m3 / 1000 L) (1 hr / 60 min)

= (600) (1 / 1000) (1 / 60)

= 0.01 m3/min

( 참고: 환산 인자 https://ywpop.tistory.com/3121 )

30분 후 작업장의 농도를 계산하면,

C_30 = (0.01 m3/min / 56.6 m3/min)

× [1 – e^(–56.6 m3/min / 3000 m3 × 30 min)]

= (0.01 / 56.6) × [1 – e^(–56.6 / 3000 × 30)]

= 7.636×10^(-5) m3/m3

---> 작업장 1 m3당

7.636×10^(-5) m3의 유해물질이 존재한다는 의미.

[참고] 용액론

> 작업장 = 용액 = 1 m3

> 유해물질 = 용질 = 7.636×10^(-5) m3

마지막으로,

문제에서 요구하는 농도 단위가 ppm이므로,

ppm = (용질의 양 / 용액의 양) × 10^6

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2657 )

= (7.636×10^(-5) m3 / 1 m3) × 10^6

= 76.36 ppm

답: 76.36 ppm

[참고] ppm 농도를 사용하는 이유

7.636×10^(-5) m3/m3 는

용질의 양이 매우 작기 때문에,

보기에도 불편하고,

읽기에도 불편하고,

쓰기에도 불편하기 때문이다.

[키워드] 유효환기량 기준, 유효환기량 사전