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지름이 400mm인 베어링이 400rpm으로 회전하고 있을 때 마찰에 … | [소방설비기사(기계) 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 16년 2회차

지름이 400mm400mm인 베어링이 400rpm400rpm으로 회전하고 있을 때 마찰에 의한 손실동력은 약 몇 kWkW인가? (단, 베어링과 축 사이에는 점성계수가 0.049Nㆍs/m20.049 Nㆍs/m^2인 기름이 차 있다.)

400 rpm1 m40 cm0.25 mm
1

17.3

2

15.1

3

16.3

4

15.6

해설

마찰에 의한 손실동력은 약 17.3 kW이다.

베어링 표면 속도는
u=πDN60=π×0.4×40060=8.38u = \dfrac{\pi D N}{60} = \dfrac{\pi \times 0.4 \times 400}{60} = 8.38 m/s 이다.
틈새 0.25 mm 에서 뉴턴의 점성법칙으로 전단응력은
τ=μuh=0.049×8.380.00025=1,642\tau = \mu \dfrac{u}{h} = 0.049 \times \dfrac{8.38}{0.00025} = 1{,}642 Pa 이고,
접촉면적은 A=πDL=π×0.4×1=1.257A = \pi D L = \pi \times 0.4 \times 1 = 1.257 m2m^2 이다.

마찰력 F=τA=2,064F = \tau A = 2{,}064 N 이므로 손실동력은
P=Fu=2,064×8.38≈17,300P = F u = 2{,}064 \times 8.38 \approx 17{,}300 W =17.3= 17.3 kW 이다.

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