換気

質問

換気回数２[回/h]の換気がある室内で一酸化炭素が発生しているものとし、発生量0.18[m3/h]、室容積90[m3]、外気の一酸化炭素濃度P=４[ppm]だったとすると、

１)発生から２時間後の一酸化炭素濃度は何ppmか？ただし、発生時の室内一酸化炭素濃度は外気と同じものとする。

２)室内の一酸化炭素濃度を許容濃度10ppm以下に保つために必要な換気量はいくらか？

教えてください。お願いします。

回答No.2

okormazd · ベストアンサー

「換気回数２[回/h]」というのがわからない。
1[h]に2[回]喚起するということでは、いつ換気するか、換気量はどれほどかとかわからないと、計算できない。
室容積90[m^3]ということだから、180[m^3/h]で換気するということなら、いくつかの仮定をして計算できるが、それをしてみるか。

仮定(非現実的でもこうしないと現象が複雑になりすぎて、こんなところでは解は得られない)
1.　温度、圧力は一様で時間的・空間的に変化しない。
2.　室内は、十分に撹拌されていて、濃度は一様である。
3.　撹拌されて一様の濃度になるのに時間遅れはない。

1.　定常状態

W：排気量[m^3/h]
x_w：排気濃度[-]
F：吸気量[m^3/h]
x_F：吸気濃度[-]
P：発生量[m^3/h]
x_P：発生濃度[-]
濃度単位は、体積分率

とすれば、入ったもの、発生したものは出ていくから、

F+P=W ・・・・(1)
F*x_f+P*x_P=W*x_W
ここで、x_P=1だから、
F*x_f+P =W*x_W　・・・・(2)

2.　過渡段階

室体積をV[m^3]、時間tのときの室濃度をx(t)として、量関係を式で書く。仮定により、排気濃度と室濃度は等しい。室に残る濃度を室体積で割れば、そのときの濃度になる。

x(t)=x_F+(F*x_F+P*x_P -W*x(t)) t/V
ここで、W>>Pなので、F=Wとしてよい。また、x_P=1なので、
x(t)=x_F+P*t/(V+W*t) 　・・・・(3)

質問の解答
1)
x_F=4*10^(-6)
P=0.18[m^3/h]
V=90[m^3]
W=180[m^3/h]
t=2[h]
を、(3)に代入して、
x(t)= 4*10^(-6)+0.18*2/(90+180*2)= 8.0*10^(-4)
(=800[ppm])

2)
W>>Pなので、F=Wとしてよい。
(2)式から、
W=P/(x_W-x_F)
で、仮定から、室内濃度と排気濃度は等しいから、
x_W=10*10^(-6)
x_F=4*10^(-6)
P=0.18[m^3/h]
を代入して、
W=0.18/(10-4)*10^(-6)=0.03*10^6
=3*10^4[m^3/h]

やりかたは上記のようだが、計算違い、勘違いがあるかもしれないので、
自分で確かめること。

お礼

分かりやすい回答ありがとうございます。とても助かります。

回答No.1

usokoku

「換気回数２[回/h]の換気」の意味がわからないので
、計算方法だけ　http://okwave.jp/qa/q3615013.html

最初に存在する一酸化炭素の1部屋あたりのkg数(M0)を求め
換気の期間に発生する一酸化炭素の量のkg数 (0.8リューベ/hr, 2回/hr より 0.8りゅうべ/回、これをkgに換算)(I1)
換気の作業寸前の一酸化炭素の総量は M0 + I0
換気によって廃棄される空気の量を(OL1)とすると、廃棄される一酸化炭素の量は (M0 + I0)＊ OL1 / 90
90は室内の容積。
換気によって入ってくる一酸化炭素のkg数(I2)
だから、換気直後の一酸化炭素の総量は ((M0 + I0)＊ OL1 / 90) + I2
これを2回繰り返して　1の答え。

I1の量を換気回数の関数で記せば、2の答えがでるでしょう。