국소배기장치 배풍량 계산#1 (포위식후드)

 

안녕하세요? 수박공입니다.

지난 시간에 국소배기장치 설계 방법에 대해 알아보았습니다.

2023.03.23 - [[200]공정안전자료/240)건물설비배치도] - 국소배기장치 설계 방법

오늘은 이와 관련된 내용 중 국소배기장치 배풍량 계산에 대해 알아보겠습니다.

배풍량 계산은 포위식후드와 외부식후드로 구분되며, 이 중 포위식후드에 대해 알아보겠습니다.

 

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■ 배풍량 계산 방법

1) 배풍량의 구체적인 참고자료가 있는 경우

개개의 후드 설계자료에 따라 선정

 

2) 제어속도법에 의한 필요 배풍량 계산

필요 배풍량(m3/sec 또는 m3/min)은 후드(Hood)의 형식에 따라 다르게 계산됨

포위식후드와 외부식후드의 계산 방법이 서로 다르며, 외부식후드의 경우 그리 간단하지 않음

 

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■ 포위식후드 배풍량 계산

포위식후드는 아래와 같이 개구면의 종류에 따라 2가지로 구분될 수 있음

(Case#1 개구면이 사각인 경우, Case#2 개구면이 원형이 경우)

 

면적 A의 개구면을 통해 공기가 후드로 유입됨

참고. 면적(A)은 아래와 같이 계산할 수 있음

- Case#1 개구면이 사각인 경우  :  A = W × L

- Case#2 개구면이 원형인 경우  :  A = ( π × d^2 ) ÷ 4

 

평균풍속을 Vo라 할 경우, 후드에 유입되는 공기의 체적(m3)은 아래와 같이 표시할 수 있음

후드에 유입되는 공기의 체적(m3) = 평균풍속(Vo_m) × 개구면적(A_m2)

 

포위식후드의 경우, 개구면 이외의 공기 유입이 없으므로,

후드에 유입되는 공기의 체적과 덕트(Duct)에서 나오는 배풍량(Q)이 같음

따라서, 상기 식(후드에 유입되는 공기의 체적)은 아래와 같이 표시할 수 있음

배풍량(Q_m3/min) = 60 × 평균풍속(Vo_m/sec) × 개구면적(A_m2)

참고. 일반적으로 풍속의 단위는 m/sec, 배풍량의 단위는 m/min(CMM)으로 사용하기 때문에, 단위를 맞춰주기 위해 풍속에 60을 곱함

 

 

 

 

 

 

여기서, 제어풍속(Vc)이 개구면 상의 평균풍속이라 말하기 어려움

(포위식후드의 제어풍속(Vc)은 개구면 상의 최소풍속으로 표시되기 때문)

평균풍속(Vo)과 최소풍속 또는 제어풍속(Vc)과의 비를 k라고 할 경우, 아래와 같이 표시할 수 있음

배풍량(Q_m3/min) = 60 × k × 제어풍속(Vc_m/sec) × 개구면적(A_m2)

참고. k는 개구면상의 기류분포가 균일하지 않기 때문에 계산상 필요한 보정계수이며,

- 기류분포에 균일성이 있을 경우 : Vc와 Vo는 같게 되어 k값은 1이 됨

- 기류분포에 불균일이 있을 경우 : Vc는 Vo보다 작아서 k값은 1보다 큰 수가 됨

 

■ Summary

포위식후드의 배풍량 계산은 아래의 식으로 정리할 수 있음

Q = 60 × Vo × A = 60 × Vc × k × A

여기서,

   Q  :  배풍량(m3/min)

   A  :  개구면적(m2)

   Vo  :  개구면의 평균풍속(m/sec)

   Vc  :  제어속도(m/sec)

   k  :  불균일한 풍속에 대한 안전계수

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국소배기장치 포위식후드 배풍량 계산 방법에 대해 알아보았습니다.

참고하시기 바랍니다. 감사합니다.