산소 전달계수와 산소 전달률(kg O2/hr) 계산

산소 전달계수와 산소 전달률(kg O2/hr) 계산

포기조의 유효용적이 10 m3이고, 수온이 10℃일 때 산소전달계수(K_10)는 5 hr^-1이고, 이 포기조의 수온이 20℃로 상승했을 때 20℃ 기준의 포화용존산소농도(C_s)는 9 mg/L, 실제 DO 농도는 3 mg/L라고 한다. 온도보정계수(θ)는 1.024라고 할 때, 20℃ 기준의 산소전달률(kg O2/hr)을 구하시오.

1) 20℃ 산소전달계수(K_20) 계산

K_T2 = K_T1 × θ^(T2 – T1)

K_20 = K_10 × θ^(20 – 10)

= (5 /hr) × 1.024^(20 – 10)

= 6.338 /hr

2) 20℃ 산소전달률(OTR) 계산

OTR = K × V × (C_s – C_L)

> K: 산소전달계수

> V: 포기조의 유효용적

> C_s: 포화용존산소농도

> C_L: 실제 DO 농도

농도의 단위가 mg/L인데,

① 포기조의 유효용적의 단위가 m3이므로,

농도의 부피 단위는 m3로 통일하고,

② 문제에서 요구하는 단위가

kg O2/hr이므로,

농도의 질량 단위는 kg으로 환산한다.

(1 mg/L) (1 kg / 10^6 mg) (1000 L / 1 m3)

= (1) (1 / 10^6) (1000)

= 0.001 kg/m3

---> 1 mg/L = 0.001 kg/m3

OTR_20 = K_20 × V × (C_s – C_L)

= (6.338 /hr) × (10 m3) × [(9 – 3 mg/L) × (0.001 kg/m3 / 1 mg/L)]

= (6.338) × (10) × [(9 – 3) × (0.001)]

= 0.3803 kg/hr

답: 약 0.38 kg O2/hr

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