안지름 25mm, 길이 10m의 수평파이프를 통해 비중 0.8, 점성계… | [소방설비기사(기계) 필기] 24년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 24년 3회차

안지름 25mm, 길이 10m의 수평파이프를 통해 비중 0.8, 점성계수는  $5\times10^{-3}$ kg/m·s인 기름을 유량  $0.2\times10^{-3}$ ㎥/s로 수송하고자 할 때, 필요한 펌프의 최소 동력은 약 몇 W인가?

0.58

0.81

0.21

0.77

해설

필요한 펌프의 최소 동력은 약 0.21W이다.
먼저 유동상태를 판정한다.
단면적  $A=\dfrac{\pi(0.025)^2}{4}=4.909\times10^{-4}$  ㎡
평균유속  $V=\dfrac{Q}{A}=\dfrac{0.2\times10^{-3}}{4.909\times10^{-4}}=0.407$  m/s
 $Re=\dfrac{\rho VD}{\mu}=\dfrac{800\times0.407\times0.025}{5\times10^{-3}}\approx1{,}630$ 
으로 층류이다.
층류 수평관의 압력강하는 하겐-푸아죄유식  $\Delta P=\dfrac{128\mu LQ}{\pi D^4}$  을 쓰면
 $\Delta P=\dfrac{128\times(5\times10^{-3})\times10\times(0.2\times10^{-3})}{\pi\times(0.025)^4}\approx1{,}043$  Pa
따라서 최소 소요동력은
 $P=\Delta P\cdot Q=1{,}043\times0.2\times10^{-3}\approx0.21$  W

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