굴뚝 직경 2 m 유속 10 m/s일 때 유량은?

A=πd²/4=3.14 m², Q≈31 m³/s.

대기환경기사에서 다루는 기본적이지만 매우 중요한 유량 계산 능력을 평가해요.

핵심 개념은 원형 배출관(굴뚝)에서의 유량 계산이에요. 유량(Q)은 단면적(A)과 유속(V)의 곱으로 구해지며, 원형 단면의 경우 단면적은 πr² 또는 πd²/4 공식으로 계산할 수 있어요. 여기서 π(파이)는 약 3.14, d는 직경, r은 반지름을 의미해요.

정답이 3번인 이유를 계산으로 확인해볼게요. 직경 2m이므로 반지름은 1m, 단면적 A = πr² = 3.14 × (1)² = 3.14 m²이에요. 유속이 10 m/s이므로 유량 Q = A × V = 3.14 × 10 = 31.4 m³/s이에요. 이 값은 보기 중 31 m³/s에 가장 가까운데, 문제에서 π를 3.14로 근사했을 때 정확히 31.4가 나오므로 가장 근접한 31 m³/s가 정답이에요.

대기환경 분야에서 유량 계산은 배출가스의 총량을 파악하고, 환경오염물질 배출량을 산정하는 기초가 되어요. 정확한 유량 계산은 대기오염 저감 설비의 적정 용량 결정, 환경 영향 평가, 규제 기준 준수 여부 판단 등에 필수적이에요.

화력발전소 굴뚝에서 배출되는 배연가스의 유량을 정확히 측정하여 시간당 이산화황(SO₂) 배출량을 kg/h 단위로 산정해야 하는 상황이에요. 유량 측정이 부정확하면 실제 배출량을 과소 또는 과대 평가하여 환경 규제 위반이나 불필요한 처리 비용 지출로 이어질 수 있어요.