직경이 38cm, 유효높이 2.5m의 원통형 백필터를 사용하여 60 m3/min의 함진 가스를 처리할 때 여과속도(cm/s)는?

[해설]
이 문제는 백필터의 여과속도를 계산하는 문제입니다.
여과속도는 가스유량을 여과면적으로 나누어 구합니다.
여과면적은 원통형 필터의 표면적을 계산해야 합니다.

[출제 포인트]
1. 원통형 백필터의 여과면적 계산 능력 평가
2. 단위 환산 능력 평가 (m3/min → cm/s)
3. 여과속도 공식의 이해와 적용

[주요 개념]
1. 여과속도(cm/s) = 가스유량 / 여과면적
2. 원통형 여과면적 = π × 직경 × 높이
3. 단위 환산:
- 면적: m2 → cm2
- 유량: m3/min → cm3/s
4. 계산 과정:
- 여과면적 = 3.14 × 0.38m × 2.5m = 2.98m2
- 유량 환산: 60m3/min = 1,000,000cm3/s
- 여과속도 = 1,000,000 / (2.98 × 10000) ≒ 32cm/s

백필터의 여과속도 계산에 대해 자세히 알아보겠습니다!

여과속도는 처리 가스량을 여과포의 표면적으로 나누어 계산합니다. 이는 집진효율과 압력손실에 직접적인 영향을 미치는 중요한 설계 인자입니다.

계산 과정:
1. 여과포 표면적 계산: A = π × D × H
A = 3.14 × 0.38m × 2.5m = 2.98㎡ = 29,800㎠
2. 가스유량 환산: 60m³/min = 1m³/s = 100,000㎤/s
3. 여과속도(V) = 가스유량/여과포 표면적
V = 100,000㎤/s ÷ 29,800㎠ = 32cm/s

실무적 의의: 여과속도는 백필터 설계의 핵심 요소로, 너무 빠르면 집진효율이 저하되고 압력손실이 증가하며, 너무 느리면 설비가 커져 비경제적입니다.

참고: 일반적인 백필터의 여과속도는 용도에 따라 1~6cm/s 범위에서 설계됩니다.