동점성계수가 2.4×10-4m2/s이고, 비중이 0.88인 40℃ 엔진… | [소방설비산업기사(기계분야) 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 20년 1회차

동점성계수가 2.4×10^-⁴m²/s이고, 비중이 0.88인 40℃ 엔진 오일을 1km 떨어진 곳으로 원형관을 통하여 완전발달 틍류상태로 수송할 때 관의 직경 100mm이고 유량 0.02m³/s이라면 필요한 최소 펌프동력(kW)은?

28.2

30.1

32.2

34.4

해설

먼저 관 내 유속을 구하면  $V=\dfrac{Q}{A}=\dfrac{0.02}{\frac{\pi}{4}(0.1)^2}\approx2.55\,m/s$ 이고, 레이놀즈수는  $Re=\dfrac{VD}{\nu}=\dfrac{2.55\times0.1}{2.4\times10^{-4}}\approx1061$ 로 층류에 해당한다.
층류이므로 관마찰계수는  $f=\dfrac{64}{Re}\approx0.0603$ 이며, 마찰손실수두는  $h_L=f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g}=0.0603\times\dfrac{1000}{0.1}\times\dfrac{2.55^2}{2\times9.8}\approx200\,m$ 이다.
엔진오일의 비중량은  $\gamma=0.88\times9.8\approx8.62\,kN/m^3$ 이므로, 필요한 펌프동력은  $P=\gamma Q h_L=8.62\times0.02\times200\approx34.4\,kW$ 로 계산된다.

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