네, 안녕하세요.
22번은 온풍로 난방방식이지만 3장의 습공기선도와 거의 같다고 생각하면 됩니다.
바이패스 풍량은 혼합온도식을 이용하여 바이패스량을 미지수 x로 놓고 풀어가는 과정입니다.
서술한 서식은 맞게 이해하고 계신거 같은데 좀 더 세세히 말하면
1) 35도는 온풍로 취출공기 40도와 바이패스되는 풍량 14와 혼합하여 취출되는 공기온도이고
2) 40도는 재순환공기인데 바이패스공기를 뺀 나머지 공기가 온풍로에서 가열된 온도입니다.
3) 14도는 재순환공기와 외기의 혼합온도입니다.
과정이 이해가 잘 안 될 때는 역으로 결과를 가지고 검산을 하면 도움이 될 때도 있습니다.
4000kg/h 20도와 1000kg/h -10도 가 혼합되어 5000kg/h 14도가 에어필터를 거친 후
온풍로에서 (5000-961.54)=4038.46kg/h 이 가열되어 40도가 된 후
온풍로를 거치지 않는 14도의 바이패스되는 풍량 961.54kg/h와 혼합이 되면
취출되는 온도는
[4038.46kg/h × 40℃ + 961.54kg/h × 14 ℃]/5000kg/h=35℃ 가 된다는 의미입니다.
23번 문제
보일러의 버너 용량(L/h)은 버너에서 연소되는 연료 사용량을 말하며
보일러 효율을 통해 구하게 됩니다.
보일러 효율 = 유효출열/입열 을 말하는데
여기서 입열이란 보일러에 공급되는 열로 연료를 연소시킬 경우 발생하는 열은 연료사용량 × 연료의 저위발량으로 구할 수 있게 됩니다.
유효열이란 입열인 연소열이 유효하게 이용된 열로 온수 발생 또는 증기발생열을 말하며 이 열로 보일러에 필요한 부분을 공급하여 사용하기 때문에 정격출력이 되기도 합니다.
따라서 보일러 효율은 다음과 같이 계산됩니다.
효율=유효출열(kJ/h)/입열(kJ/h)
= 온수발생열(kJ/h) / (연료사용량(kg/h)×저위발열량(kJ/kg))
= 증기발생열량(kJ/h) / (연료사용량(kg/h)×저위발열량(kJ/kg))
= 정격출력(kJ/h) / (연료사용량(kg/h)×저위발열량(kJ/kg))
따라서, 효율= 정격출력(kJ/h)/(연료사용량(kg/h)×저위발열량(kJ/kg))에서
연료사용량(kg/h) = 정격출력(kJ/h)/(보일러 효율×저위발열량(kJ/kg))으로 구할 수 있고
이 연료사용량이 오일 버너의 용량이 됩니다.
다만, 요구하는 답안이 L/h 이므로 연료사용량 (kg/h) ÷ 밀도 (kg/L)=L/h 이므로
원식에 밀도도 나누어 계산하게 됩니다.
즉, 버너 용량(L/h) = 정격출력(kJ/h)/(보일러 효율×밀도(kg/L)×저위발열량(kJ/kg))
버너 용량(L/h) = 490(kJ/s)×3600(s/h)/(0.7×0.92(kg/L)×42MJ/kg×103kJ/MJ(kJ/kg))
= 65.22L/h
3) 공기량은 연료사용량 65.22L/h에 비중(여기서는 밀도0.92(kg/L))을 곱하여 질량 사용량(약 60kg/h)으로 다시 환산하고
이 연료사용량 60(kg/h) 1kg당 12Nm3/kg 가 필요하므로 곱하여 이론 필요한 공기량을 구하면 720Nm3/h가 되고
다시 이 값의 과일공기률 1.3배 만큼 공기를 더 공급해야 하므로 곱하면 실제 필요한 공기는 0도씨 기준720×1.3=936Nm3/h이 되며
다시 이 공기량은 0도씨의 체적 Nm3을 기준하므로 ((273+23)/273)배하여
공기는 0도씨 기준으로 1도씨 상승할 때 마다 1/273배 커지기 때문에 23도 공기는 이 비만큼 부피가 커 상승 비만큼 더 많이 공급해야 0도씨 기준 공급 풍량을 만족하게 됩니다.
따라서 936×(273+23)/273=1014.9Nm3/h
역으로 설명하면 23도 공기 1014.9Nm3/h이 0도씨에 필요한 공기량으로 환산하면 936Nm3/h이 되고 여기 0.3은 과잉 공기가 됩니다.
이론공기량은 연료 1kg당 12 Nm3/kg필요하다는 것이며
산출된 연료사용량에 다시 밀도로 나누면 L/h라는 사용 연료량이 됩니다.
전공분야가 아니라 많이 어려울 수도 있겠지만 인내심을 갖고 하나하나 해결해 나가시길 바랍니다.
