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2-6. 체적 V= 80 m3 인 공간에 사람 np = 5 p(명)이 있다. 사람 1인당 CO2 발생량 Vp = 0.012 m3/(h p), 침기량 환기횟수 ACH(Air change per hour) = 0.5 회/h,실내 공간의 초기 CO2 농도 Ci = 800 ppm, 외기의 CO2 농도 C0 = 500 ppm 이라고 가정한다. 완전혼합을 가정하여 시간 t= 1 h 후의 실내 CO2 농도 C(ppm)를 계산하시오.

※ 1시간 후의 농도를 계산하고 초기 농도와 평균값으로 계산 시 문제점간단한 평균값으로 1시간 후의 CO2 농도를 근사하는 것은 이 문제의 경우 정확하지 않습니다. 실내 CO2 농도의 변화는 시간에 따라 지수 함수적으로 나타나기 때문입니다.실내 CO2 농도는 외기의 농도, 사람으로부터의 발생량, 환기량에 의해 결정되며, 시간이 지남에 따라 초기 농도에서 평형 상태의 농도(정상 상태 농도)로 점근적으로 접근합니다. 이러한 변화는 선형적이지 않고, 현재 농도와 정상 상태 농도 간의 차이에 비례하여 변화율이 달라지는 특성을 가집니다.따라서 단순히 초기 농도와 어떤 평균값을 이용하여 1시간 후의 농도를 계산하는 것은 오차가 발생합니다. 이 문제는 미분 방정식으로 표현되고, 그 해가 지수 함수 형태이므로, 앞에서..

2-5. 냉동사이클에서 팽창밸브의 기능, 종류 그리고 내부균압형과 외부균압형에 대하여설명하시오.

냉동사이클에서 팽창밸브의 기능, 종류, 그리고 내부균압형/외부균압형냉동사이클은 압축, 응축, 팽창, 증발의 네 가지 주요 과정으로 이루어집니다. 이 중 팽창 과정은 냉매가 낮은 온도와 압력 상태로 변하여 증발기에서 열을 효과적으로 흡수할 수 있도록 하는 중요한 단계이며, 이 역할을 담당하는 핵심 부품이 바로 팽창밸브입니다. 1. 팽창밸브의 기능팽창밸브는 냉동사이클에서 다음과 같은 두 가지 주요 기능을 수행합니다.감압 (교축 작용): 응축기를 거쳐 고온고압의 액체 상태가 된 냉매를 증발기의 낮은 압력까지 감압시켜 저온저압의 액체 또는 액체-증기 혼합 상태로 만듭니다. 이 과정에서 냉매의 온도가 증발기 압력에 해당하는 포화 온도로 낮아져 증발기에서 주위의 열을 흡수할 수 있게 됩니다.냉매 유량 조절: 증발기..

2-4. 전기집진장치에서 권치형과 세정식에 대하여 설명하시오.

전기집진장치(Electrostatic Precipitator, ESP)는 전기적인 힘을 이용하여 배출가스 중의 미세 먼지나 입자상 물질을 제거하는 대기오염 방지 설비입니다. 전기집진장치는 집진극에 포집된 먼지를 제거하는 방식에 따라 크게 권치형(건식)과 세정식(습식)으로 구분됩니다. 각 방식은 고유한 특징과 장단점을 가지며, 처리 대상 가스의 성상 및 요구되는 집진 효율에 따라 선택됩니다. 1. 권치형 전기집진장치 (건식 전기집진장치)권치형 전기집진장치는 가장 일반적인 형태의 전기집진장치로, 포집된 먼지를 기계적인 충격이나 진동을 통해 떨어뜨려 제거하는 방식입니다. '권치(Rapping)'는 집진극에 쌓인 먼지 층을 털어내는 행위를 의미합니다.원리:함진 가스가 전기집진장치 내부로 유입되면, 방전극(주로 ..

2-3. 콘크리트벽 두께 300 mm, 열전도율 k_cont= 1.2 W/(m K)이다. 외벽을 통과하는 단위면적당 열전달율을 500 W/m2 이하로 하기 위한 콘크리트벽 외측에 설치된단열재의 최소 두께(cm)를 구하시오.

콘크리트 벽 외측 단열재의 최소 두께 계산주어진 문제에서 콘크리트 벽 외측에 설치할 단열재의 최소 두께를 구하기 위해 열전달 저항 개념을 사용합니다. 열전달은 온도 차이와 총 열저항에 의해 결정되며, 단위 면적당 열전달율(열류 밀도)은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.​여기서:q: 단위 면적당 열전달율 (W/m²)ΔT: 온도 차이 (K 또는 °C)Rtotal​: 총 열저항 (m²K/W)문제에서 주어진 값은 다음과 같습니다.콘크리트 벽 두께 (Lcont​): 300 mm = 0.3 m콘크리트 열전도율 (kcont​): 1.2 W/(m K)단열재 열전도율 (kins​): 0.08 W/(m K)콘크리트 벽 내측 표면 온도 (Tinner,cont​): 700 °C단열재 외측 표면 온도 (Touter,ins​):..

2-2. 온도차이비율(TDR: Temperature Difference Ratio)을 이용하여 공동주택 결로방지를 위한 설계기준[국토교통부고시 제2016-835호]에 대하여 설명하시오.

온도차이비율(TDR)을 이용한 공동주택 결로 방지 설계기준 (국토교통부고시 제2016-835호)공동주택에서 발생하는 결로는 거주자의 건강 문제(곰팡이, 세균 번식)뿐만 아니라 건물 구조체의 손상(마감재 탈락, 단열 성능 저하, 철근 부식)까지 야기하는 심각한 문제입니다. 이를 방지하기 위해 국토교통부에서는 공동주택의 설계 단계부터 결로 발생 가능성을 최소화하도록 하는 설계 기준을 고시하고 있으며, 온도차이비율(TDR: Temperature Difference Ratio)은 이 기준에서 핵심적인 성능 평가 지표로 활용됩니다.국토교통부고시 제2016-835호 "공동주택 결로 방지를 위한 설계기준"에서는 주요 결로 취약 부위에서의 온도차이비율(TDR)이 일정 기준치 이상이 되도록 요구하고 있습니다. 이 고시의..

2-1. 보일러 설비에서 물 속의 불순물의 종류와 각각의 장해에 대하여 설명하시오.

보일러는 물을 가열하여 증기를 생산하는 장치로, 고온 및 고압의 가혹한 환경에서 운전됩니다. 공급되는 물(보급수 또는 급수)에는 다양한 불순물이 포함되어 있으며, 이러한 불순물들은 보일러 내부에서 심각한 장해를 일으켜 보일러의 효율 저하, 수명 단축, 안전 사고의 원인이 됩니다.주요 물 속 불순물의 종류와 각각의 장해는 다음과 같습니다. 1. 경도 성분 (Hardness Constituents: 칼슘, 마그네슘 등)종류: 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 이온을 포함하는 염(예: 탄산칼슘(CaCO3), 황산칼슘(CaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3) 등). 물의 경도를 유발하는 성분입니다.장해 (Scale Formation):스케일 형성: 보일러 고온부(특히 전열면)에서 물이 증발하면서 경도 성분들이 물에 ..

1-13. 표준냉동사이클을 정의하기 위한 가정들을 나열하고, 비공비 냉매를 사용하는 표준냉동사이클의 과정을 P-h(압력-엔탈피) 선도와 T-s(온도-엔트로피) 선도에 나타내시오.

표준냉동사이클(Standard Refrigeration Cycle), 또는 이상적인 증기 압축 냉동 사이클은 실제 사이클의 성능을 평가하는 기준이 되는 이론적인 모델입니다. 이 사이클은 다음의 주요 가정 하에 정의됩니다. 표준냉동사이클을 정의하기 위한 가정증발 과정 (Evaporation, 4 → 1):증발기 내에서 등압(Constant Pressure) 및 **등온(Constant Temperature)**으로 열을 흡수하며 냉매가 증발합니다.냉매는 증발기 입구에서 포화액과 습증기의 혼합 상태(또는 교축 팽창 직후 상태)로 들어가고, 출구에서는 포화 증기(Saturated Vapor) 상태로 나옵니다.증발기 내에서의 압력 강하는 무시합니다.압축 과정 (Compression, 1 → 2):압축기 내에서 ..

1-12. 열전쌍(Thermocouple)의 온도 측정 원리를 설명하시오.

열전쌍(Thermocouple)의 온도 측정 원리열전쌍(Thermocouple)은 두 종류의 서로 다른 금속 또는 합금 도체를 이용하여 온도를 측정하는 센서입니다. 그 온도 측정 원리는 제벡 효과(Seebeck Effect)에 기반합니다. 제벡 효과 (Seebeck Effect):제벡 효과란 두 종류의 서로 다른 도체(금속 A와 금속 B)를 두 군데에서 접합하여 회로를 구성하고, 이 두 접합부(Junction)의 온도를 다르게 유지할 때, 회로에 기전력(Electromotive Force, EMF), 즉 전압이 발생하는 현상입니다. 이는 각 금속마다 전자의 밀도, 에너지 준위, 온도 변화에 따른 전자의 움직임(확산) 특성이 다르기 때문에 발생합니다. 고온 부분의 전자가 저온 부분으로 이동하려는 경향이 있..

1-10. 온도 27℃, 상대습도 50%, 압력 101.3 kPa인 습공기의 노점온도를 ℃ 단위로 구하시오.

주어진 습공기의 건구 온도, 상대 습도 및 압력을 이용하여 노점 온도를 계산합니다. 노점 온도는 공기 중 수증기의 분압이 해당 온도에서의 포화 수증기압과 같아지는 온도입니다. 1. 주어진 조건:건구 온도 (DBT) = 27 °C상대 습도 (RH) = 50 % = 0.50압력 (P) = 101.3 kPa2. 건구 온도(27 °C)에서의 포화 수증기압(Ps​) 계산:주어진 표에는 25 °C와 30 °C에서의 포화 수증기압이 있습니다. 27 °C에서의 포화 수증기압은 선형 보간법을 이용하여 계산합니다.3. 습공기 중 수증기의 분압(Pv​) 계산: 4. 노점 온도(DPT) 계산:노점 온도는 수증기의 분압(Pv​)이 포화 수증기압과 같아지는 온도입니다. 즉, 포화 수증기압이 1.7999 kPa일 때의 온도를 표에..