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1[일반기계기사 필기] 19년 3회차
그림과 같이 설치된 펌프에서 물의 유입지점 1의 압력은 98kPa, 방출지점 2의 압력은 105Kpa이고, 유입지점으로부터 방출지점까지의 높이는 20m이다. 배관 요소에 따른 전체수두손실은 4m이고 관 지름이 일정할 때 물을 양수하기 위해서 펌프가 공급해야 할 압력은 약 몇 kPa인가?
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해설
펌프는 압력차·높이차·손실을 모두 감당해야 하므로, 공급해야 할 압력은 약 242kPa이다.
그림에서 유입점 1과 방출점 2의 높이차는 20m로 표시돼 있고, 관 지름이 일정하므로 두 지점의 속도수두는 서로 상쇄된다. 따라서 필요한 압력은 압력차 + 위치수두 + 손실수두의 합이다.
Δp = (P2 - P1) + ρg(z2 - z1) + ρg·hL
= (105 - 98) + 9.81×20 + 9.81×4
= 7 + 196.2 + 39.24 = 242.4kPa수두로 환산해도 7/9.81 + 20 + 4 ≒ 24.7m이고 여기에 γ = 9.81kN/m3을 곱하면 같은 값이 나온다. 손실수두 4m를 빠뜨리면 약 203kPa가 되어 답이 달라진다.
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