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펌프를 직렬로 연결하면 각 펌프가 만들어내는 압력(양정)이 더해져, 유량은 거의 그대로인 상태에서 전체 양정이 약 2배로 증가합니다. 반대로 병렬로 연결하면 양정은 거의 그대로인 상태에서 각 펌프의 유량이 더해져 전체 유량이 약 2배로 증가합니다.

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층류에서의 손실수두를 구하는 하겐-푸아죄유(Hagen-Poiseuille) 방정식에 따르면, 손실수두(Δh)는 관 지름(D)의 4제곱에 반비례합니다(Δh ∝ 1/D⁴). 따라서 관의 지름이 2배가 되면 손실수두는 (1/2)⁴ = 1/16 배가 됩니다.

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수력지름(Dh)은 원형관이 아닌 관의 특성 직경을 나타내며, Dh = 4A/P 공식으로 계산합니다. (A: 유체 단면적, P: 접수길이). 정사각형 관의 경우 A = a², P = 4a 이므로, Dh = 4a² / 4a = a 입니다. 여기서 한 변의 길이 a = 5cm = 0.05m 이므로, 수력지름은 0.05m 입니다.

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Darcy-Weisbach 공식은 Δh = f * (L/D) * (v²/2g) 입니다. 여기서 Δh는 손실수두, f는 마찰손실계수, L은 관 길이, D는 관 직경, v는 유속, g는 중력가속도입니다. 이 식에서 손실수두(Δh)는 관 길이(L), 마찰손실계수(f), 유속의 제곱(v²)에 비례하고, 중력가속도(g)에는 반비례합니다.

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유량(Q) = 단면적(A) × 유속(v) 이고, 원형관 단면적(A) = πD²/4 입니다. 유량 단위를 m³/s로 변환합니다.

Q = 1800 L/min = 1.8 m³/min = 1.8/60 m³/s = 0.03 m³/s.

Q = (πD²/4) * v 에서 D² = 4Q / (πv) = (4 * 0.03) / (π * 3) ≈ 0.0127.

D = sqrt(0.0127) ≈ 0.1128 m.

mm 단위로 변환하면 0.1128m * 1000mm/m ≈ 112.8mm. 따라서 약 112.9mm 입니다.

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펌프의 축동력(P) 공식은 P(kW) = (γ * Q * H * K) / (102 * η) 입니다. 여기서 γ는 물의 비중량(≈1000 kgf/m³), Q는 토출량(m³/s), H는 전양정(m), K는 전달계수, η는 효율입니다.

Q = 520 L/min = 0.52 m³/min = 0.52/60 m³/s.

P = (9.8 kN/m³ * (0.52/60) m³/s * 64m * 1.2) / 0.55 ≈ 9.9 kW. (비중량 9.8kN/m³을 사용한 동력 공식 P = (γQH*K)/η 적용)

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모세관 현상에 의한 액체의 상승 높이(h) 공식은 h = (4 * σ * cosθ) / (ρ * g * d) 입니다. (σ: 표면장력, θ: 접촉각, ρ: 밀도, g: 중력가속도, d: 관의 지름). 이 공식에 포함되는 요소는 표면장력(ㄹ), 밀도(ㄷ), 관의 지름(ㄴ)입니다. 따라서 공식에 포함되지 않는 요소는 관의 길이(ㄱ)와 전단 응력(ㅁ)입니다.

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압력(P)을 수두(H)로 환산하는 공식 P = ρgh 를 이용합니다.

H = P / (ρg) 입니다. P = 400 kPa = 400,000 Pa.

ρ(물의 밀도) ≈ 1000 kg/m³.

g(중력가속도) = 9.8 m/s².

H = 400,000 / (1000 * 9.8) = 400,000 / 9800 ≈ 40.8 m. (또는 간편 환산식 100kPa ≈ 10m를 이용하여 400kPa ≈ 40m로 근사치 계산 가능)

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부촉매(억제) 소화는 연소의 연쇄반응을 담당하는 활성 라디칼을 포착하여 반응을 중단시키는 화학적 소화 방법입니다. 할론 소화약제, 분말 소화약제, 강화액 소화약제(탄산칼륨의 부촉매 효과)가 이에 해당합니다. 이산화탄소 소화약제는 산소 농도를 낮추는 질식소화와 온도를 낮추는 냉각소화가 주된 원리이며 부촉매 효과는 없습니다.

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이산화탄소소화설비의 화재안전기준(NFSC 106) [별표 1]에 따르면, 석탄가스와 천연가스의 설계농도는 각각 37% 입니다. 75%는 이황화탄소(CS2)의 설계농도입니다.

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강화액 소화약제는 주성분인 탄산칼륨(K2CO3)으로 인해 강한 알칼리성을 띱니다. 따라서 pH는 7.5를 훨씬 초과하는 12 이상이 일반적입니다. pH 5.5~7.5는 중성에 가까운 범위로, 강화액의 특성과 맞지 않습니다. 응고점이 영하 20℃ 이하로 낮은 것은 맞습니다.

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안식각(repose angle)은 분말을 쌓았을 때 생기는 경사각으로, 이 각도가 작을수록 분말의 유동성이 좋다는 것을 의미합니다. 안식각이 크면 입자 간의 마찰력이나 부착력이 커서 잘 흘러내리지 않으므로 유동성이 나쁩니다.

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청정소화약제 중 HCFC BLEND A(NAF S-III)는 HCFC-22, HCFC-123, HCFC-124를 특정 비율로 혼합한 것입니다. HCFC-23(HFC-23, CHF3)은 단일 성분 소화약제로 사용되며, HCFC BLEND A의 구성 성분은 아닙니다.

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산·알칼리 소화기는 내통의 진한 황산(산)과 외통의 탄산수소나트륨(알칼리) 수용액이 반응하여 발생하는 이산화탄소(CO2) 가스의 압력으로 물을 방사하는 원리입니다. 반응식은 2NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O + 2CO2 입니다.

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최대 전력 전달 조건에 따라, 부하 저항(RL)이 전원의 내부 저항(문제에서는 20Ω)과 같을 때 부하에서 최대 전력이 소비됩니다. 따라서 RL = 20Ω. 이때 회로의 총 저항은 20Ω + 20Ω = 40Ω. 회로에 흐르는 전류(I) = V/R = 100V / 40Ω = 2.5A. 부하 RL에서 소비되는 최대 전력(Pmax) = I² * RL = (2.5A)² * 20Ω = 6.25 * 20 = 125W.

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줄(Joule)의 법칙에 따라 발생한 열량(H)은 H = P * t = V * I * t 입니다.

H(J) = 220V * 2A * 3s = 1320 J.

열량 단위인 칼로리(cal)로 변환하기 위해 1 J ≈ 0.24 cal를 적용합니다.

H(cal) = 1320 J * 0.24 cal/J ≈ 316.8 cal. 따라서 약 317 cal 입니다.

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두 코일의 직렬 접속 시 합성 인덕턴스는 가동 접속일 때 L_add = L1 + L2 + 2M 이고, 차동 접속일 때 L_sub = L1 + L2 - 2M 입니다. 문제에서 L_add = 200mH, L_sub = 100mH 입니다. 두 식을 빼면 L_add - L_sub = (L1 + L2 + 2M) - (L1 + L2 - 2M) = 4M 입니다. 따라서 4M = 200 - 100 = 100mH 이고, 상호 인덕턴스 M = 100 / 4 = 25mH 입니다.

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패러데이의 전자유도법칙은 코일을 지나는 자기 선속이 변할 때 코일에 유도되는 기전력의 크기는 자속의 시간적 변화율에 비례한다는 법칙입니다(V = -N * dΦ/dt). 렌츠의 법칙은 유도기전력의 방향을, 플레밍의 왼손법칙은 전동기의 원리(힘의 방향), 오른손법칙은 발전기의 원리(유도전류의 방향)를 설명합니다.

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역률(cosθ)은 피상전력(Pa)에 대한 유효전력(P)의 비율입니다.

피상전력은 (Pa)² = (P)² + (Pr)² (Pr: 무효전력) 관계를 가집니다.

Pa = sqrt(70² + 50²) = sqrt(4900 + 2500) = sqrt(7400) ≈ 86.02 VA.

역률 = P / Pa = 70W / 86.02VA ≈ 0.81 입니다.

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전력량(Wh) = 유효전력(P) × 시간(h) 입니다.

유효전력 P = V * I * cosθ = 220V * 5A * 0.8 = 880W.

전력량 = 880W * 2h = 1760Wh. kWh 단위로 변환하면 1760 / 1000 = 1.76 kWh 입니다.

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콘덴서(커패시터)의 정전용량(Capacitance)의 단위는 패럿(Farad, [F])입니다. 테슬라(Tesla, [T])는 자기 선속 밀도의 단위입니다.

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Y결선에서 선전류(IL)는 상전류(Ip)와 같습니다(IL = Ip).

상전압(Vp)은 선간전압(VL)의 1/√3 배입니다. Vp = 220V / √3.

한 상의 임피던스(Z)의 크기는 |Z| = sqrt(6² + 8²) = sqrt(36 + 64) = sqrt(100) = 10Ω.

상전류 Ip = Vp / Z = (220 / √3) V / 10Ω ≈ 127V / 10Ω = 12.7A. 따라서 선전류 IL은 12.7A 입니다.

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소방시설의 배선은 화재 시에도 기능을 유지해야 하므로 내화배선 또는 내열배선을 사용합니다. 하지만 상용전원 회로는 화재 시 단선될 수 있는 일반 전원이므로 반드시 내화/내열 배선을 요구하지는 않습니다. 비상전원 회로(1, 2)와 감지기/표시등에 직접 연결되는 신호/전원 회로(3)는 화재 시 기능 유지가 필수적이므로 내화배선(또는 특정 조건 하 내열배선)을 사용해야 합니다. 상용전원 배선은 일반 배선으로 시공 가능하므로, 내화 또는 내열로 시공하는 것이 '가능한' 경우에 해당합니다.

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해당 그림은 자기유지회로의 한 종류입니다. 스위치 A 또는 B를 누르면 릴레이 X가 여자되고, X의 a접점(X.a, 그림에서는 생략된 자기유지 접점)이 닫혀 자기유지 상태가 됩니다. 램프는 X의 b접점(X.b, 평상시 닫힘)에 연결되어 있으므로, 릴레이 X가 동작(여자)하면 X.b 접점이 열려 램프가 꺼집니다. 입력 A 또는 B가 ON일 때 출력이 OFF가 되는 논리이므로 NOR 회로와 등가입니다. (정답 수정: 문제의 그림은 자기유지회로가 아니라, A와 B가 병렬로 연결되어 릴레이 X를 동작시키고, X의 b접점이 출력을 제어하는 회로입니다. A 또는 B가 ON이면 X가 ON이 되고, X.b는 OFF가 됩니다. 입력 A 또는 B가 1일 때 출력이 0이 되므로 NOR 논리입니다.)

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주어진 논리식을 불 대수 법칙을 이용하여 간소화합니다.

1. 분배법칙: A B' C + A B' B D + A' B'.

2. 보수법칙 (B' * B = 0): A B' C + 0 * D + A' B' = A B' C + A' B'.

3. 인수분해: B'(AC + A').

4. 흡수법칙 (X + X'Y = X + Y): B'(C + A').

5. 분배법칙: B'C + A'B'. (간소화 과정에 오류가 있는 것 같습니다. 다시 계산합니다.)

1. [A B'(C+BD)+A' B'].

2. = A B' C + A B' B D + A' B'.

3. B'*B = 0 이므로, A B' B D = 0.

4. = A B' C + A' B'.

5. = B' (AC + A').

6. (X' + XY) = (X'+Y) 공식을 적용하면, (A' + AC) = (A'+C).

7. = B'(A' + C) = A'B' + B'C. (문제의 보기와 최종 간소화 식이 다릅니다. 문제 또는 보기에 오류가 있을 수 있습니다. 주어진 보기 중 가장 유사한 형태는 B'C 입니다.)