환경 공학도로서 물리적인 현상을 정확하게 파악하고 수치적으로 표현하는 것은 중요하다. 특히, 환경공학에서의 대기 분석은 각각의 수치가 나타내는 바를 올바르게 이해하고, 문제점과 해결방안을 모색해 계획을 수립하는 데에도 기초가 되므로 일차적인 목적에서 나아가 더 큰 의의가 있다. 본 실험을 통해 유량측정기의 원리와 사용법을 이해하고 일차 표준계를 이용하여 중간 표준계 및 이차 표준계를 검정하고 보정한다.
실험 후, 유량 측정기의 검정 실험을 통하여 얻어진 결과로 보정 수식을 통해 유량의 보정을 실시한다. 보정 과정에서 온도, 압력, 습도 등에 의해 보정을 해주면서 적절한 수식을 이용한다. 또한 유량 측정기를 사용해보면서 오차가 발생하는 요인을 살펴보고 정확도와 정밀도를 높여 계통오차를 줄이기 위해 필요한 사항을 알아본다.
공기 중의 유해물 농도를 측정하기 위해서는 정확한 유량 측정이 필요함을 실험으로 이해하고, 물리적인 유량 측정이 대기 해석에 어떤 방식으로 적용되는지를 더 생각해본다. 실제 현장에서의 대기 샘플링 채취 능력을 연습하여 적용할 수 있을 것이다. 나아가 대기 오염 공학 설계에 있어 유량으로 고려되는 사항이 무엇이며 어떠한 영향을 미치는지 생각해본다.
실험 방법
1. Bubble meter를 이용한 Rotameter의 보정
1) 보정 전 Sampler를 미리 가동시켜서 안정화시킨다.
2) Rotameter는 Sampler에 장착되어 있으므로 Bubble meter와 Sampler를 연결한다.
3) Sampler의 유량을 측정하려는 수치에 맞추고 작동시킨다.
4) 비누거품 막의 출발점과 도착점을 정확히 인지한다. (예:Bubble meter의 유량 범위 중 1~10㎖, 10~100㎖에서 액체의 이동속도를 측정한다. 따라서 관측유량은 9㎖, 90㎖가 된다. 본 실험에서는 9㎖를 사용하였다.)
5) Bubble meter에서 올라오는 비누거품 막의 이동속도를 측정한다.
6) 유량의 변화 폭을 설정 후, 각 구간마다 5회에 걸쳐 반복 측정한다.
7) 각 측정치의 평균값을 내고 측정시간으로 나누어 속도를 구한다.
8) 실험실내 온도와 압력을 구하고 건구온도계와 습구온도계를 이용해 상대습도도 구한다.
9) 유량 보정공식에 각 값들을 입력하여 유량을 보정한다.
10) 보정한 유량을 이용하여 검량 선을 작성한다.
2. Wet Test Meter의 보정
본 실험에서는 wet test meter를 통해 흐르는 유체의 압력이 밀어내는 물의 부피를 이용하도록 한다. 유체가 밀어낸 물의 정확한 부피와, 그 부피의 물을 밀어내는데 걸린 시간을 측정하여 정확한 유량값을 알아낼 수 있다. 주어진 공기를 물로 치환하면서 공기의 부피를 측정 이렇게 유량을 측정하여 wet test meter를 보정하도록 한다.
1) Wet test meter와 커다란 물통을 연결한다.
2) Wet test meter의 시작눈금을 기록한다.
3) 물통 하단에 있는 꼭지를 개방하여 volumetric flask에 표시된 눈금까지 정확히 물을 받는다.
4) 이를 두 번 반복한다.
5) 물을 다 받고 난 후 Wet test meter의 눈금을 기록한다.
6) 5회에 걸쳐 같은 양을 받아내면서 기기의 유량 변화량을 측정하고 평균값을 구한다.
7) 기기내부 온도와 실내 온도를 측정하고 관측된 부피를 이용해 보정 유량을 구한다.
8) 실내 압력과 관측된 두 개의 온도를 보정 식에 대입하여 구한다.
9) 보정된 유량을 표준 유량공식에 대입하여 표준유량을 구한다.
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