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안지름 25mm, 길이 10m의 수평 파이프를 통해 비중 0.8, 점성… | [소방설비기사(기계) 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 19년 1회차

안지름 25mm, 길이 10m의 수평 파이프를 통해 비중 0.8, 점성계수는 5×10−35\times10^{-3}kg/m·s인 기름을 유량 0.2×10−30.2\times10^{-3}m3m^3/s로 수송하고자 할 때, 필요한 펌프의 최소 동력은 약 몇 W인가?

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0.81

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0.77

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0.58

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0.21

해설

필요한 펌프의 최소 동력은 약 0.21 W이다.

단면적 A=π4(0.025)2=4.909×10−4A=\dfrac{\pi}{4}(0.025)^2=4.909\times10^{-4} m², 평균유속 V=0.2×10−34.909×10−4=0.407V=\dfrac{0.2\times10^{-3}}{4.909\times10^{-4}}=0.407 m/s이다.
레이놀즈수 Re=ρVDμ=800×0.407×0.0255×10−3≈1,630Re=\dfrac{\rho VD}{\mu}=\dfrac{800\times0.407\times0.025}{5\times10^{-3}}\approx1{,}630 으로 층류이므로 f=64Re=0.0393f=\dfrac{64}{Re}=0.0393 이다.
달시-바이스바흐 식으로 hL=fLDV22g=0.0393×100.025×0.40722×9.8≈0.133h_L=f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g}=0.0393\times\dfrac{10}{0.025}\times\dfrac{0.407^2}{2\times9.8}\approx0.133 m.
따라서 동력 P=γQhL=(800×9.8)×(0.2×10−3)×0.133≈0.21P=\gamma Q h_L=(800\times9.8)\times(0.2\times10^{-3})\times0.133\approx0.21 W이다.

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