산업위생관리기사 실기 작업환경관리대책 국소배기장치 필요송풍량 및 압력손실 계산 공식은 실기에서 점수를 가르는 대표적인 계산 파트입니다. 저도 처음 실기를 준비할 때는 공식은 외웠는데, 문제에 숫자가 조금만 변형되어 나오면 어디에 무엇을 대입해야 할지 순간적으로 막혔던 기억이 있습니다. 특히 “포집속도, 개구면적, 마찰손실, 동압손실”이 동시에 나오면 머릿속이 복잡해지기 쉽습니다.
하지만 구조를 한 번 정리해두면 계산은 생각보다 단순합니다. 국소배기 계산의 핵심은 ‘송풍량(Q)을 먼저 구하고, 그 다음 총압손실을 계산하는 순서’입니다. 이 흐름만 정확히 기억하면 대부분의 응용 문제를 해결할 수 있습니다.
오늘은 필요송풍량 계산 공식, 압력손실 구성 요소, 실기 출제 유형, 단위 변환 주의사항까지 단계별로 체계적으로 정리해보겠습니다.
국소배기장치 필요송풍량 계산 공식
국소배기장치의 기본 공식은 다음과 같습니다.
Q = V × A
여기서
Q : 필요송풍량(㎥/min 또는 ㎥/s)
V : 포집속도(m/s)
A : 개구면적(㎡)
예를 들어 포집속도 0.5m/s, 개구면적 0.4㎡라면
Q = 0.5 × 0.4 = 0.2㎥/s
이를 분당 단위로 환산하면
0.2 × 60 = 12㎥/min
시험에서는 대부분 단위를 변환하도록 함정을 둡니다. m/s인지 m/min인지 반드시 확인해야 합니다.
송풍량 계산은 단위 확인이 절반입니다.
압력손실의 구성 요소
총압손실(TP)은 다음과 같이 구성됩니다.
TP = 마찰손실 + 국부손실 + 동압
1. 마찰손실 : 덕트 길이에 비례
2. 국부손실 : 엘보, 분기부 등에서 발생
3. 동압 : 공기 속도에 의한 압력
마찰손실 공식은 다음과 같습니다.
ΔP = f × (L/D) × (ρV²/2)
시험에서는 단순화된 형태로 주어지는 경우가 많습니다. 예를 들어 “덕트 1m당 1.2mmAq 손실”처럼 제공됩니다.
동압 계산 공식
동압(Pv)은 다음과 같습니다.
Pv = (ρV²) / 2
공기 밀도 ρ는 보통 1.2kg/㎥로 가정합니다.
속도가 10m/s라면
Pv = (1.2 × 10²) / 2
= (1.2 × 100) / 2
= 60Pa
시험에서는 mmAq 단위로 변환하는 문제도 나옵니다. 1mmAq ≈ 9.8Pa입니다.
필요송풍량과 압력손실 계산 흐름 정리
제가 만든 아래 표를 참고해보세요!
| 단계 | 계산 내용 | 주의점 |
|---|---|---|
| 1단계 | 송풍량 Q 계산 | 단위 변환 |
| 2단계 | 마찰손실 계산 | 덕트 길이 확인 |
| 3단계 | 국부손실 합산 | 엘보 개수 |
| 4단계 | 총압손실 산출 | Pa ↔ mmAq 변환 |
실기에서는 계산 순서를 정확히 쓰는 것이 부분점수 확보의 핵심입니다.
실기 시험 대비 핵심 포인트
1. 포집속도 기준 암기(물질별 권장 속도)
2. 단위 변환 연습
3. 덕트 길이와 엘보 개수 빠르게 정리
4. 총압손실 합산 후 여유율 고려 여부 확인
특히 계산 과정 서술을 생략하지 않는 것이 중요합니다. 결과값만 쓰면 감점될 수 있습니다.
질문 QnA
송풍량 계산이 먼저인가요, 압력손실이 먼저인가요?
송풍량을 먼저 계산한 후 압력손실을 구하는 순서입니다.
mmAq와 Pa는 어떻게 변환하나요?
1mmAq는 약 9.8Pa입니다.
국부손실은 왜 발생하나요?
엘보, 분기 등 공기 흐름 방향 변화로 발생합니다.
계산 과정이 틀리면 전부 감점인가요?
과정이 맞으면 부분점수를 받을 수 있습니다.
국소배기 계산 문제는 복잡해 보이지만 구조는 일정합니다. 오늘 연습할 때는 숫자보다 계산 순서를 먼저 정리해보세요. 흐름이 잡히면 어떤 숫자가 들어와도 당황하지 않습니다. 결국 실기 합격은 공식 암기보다 구조 이해에서 결정됩니다.