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20-1

유입손실계수가 0.27인 원형 후드가 있다. 후드의 직경이 8.8 cm이고 송풍량이 0.12 m³/sec일 때 후드의 정압(mmH₂O)을 구하시오. (단, 공기의 밀도는 1.2 kg/m³이다.)

해설

30.27 mmH₂O


[해설]

후드 정압은 공기를 가속시키는 데 쓰인 속도압과 후드로 들어오면서 잃은 유입손실을 합한 값이다.

SPh=VP+FVP=VP(1+F)SP_h = VP + F \cdot VP = VP\,(1 + F)

① 덕트 내 속도

A=π4D2=π4×0.0882=0.006082 m2A = \dfrac{\pi}{4} D^2 = \dfrac{\pi}{4} \times 0.088^2 = 0.006082\ \mathrm{m^2}

V=QA=0.120.006082=19.73 m/secV = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{0.12}{0.006082} = 19.73\ \mathrm{m/sec}

② 속도압

VP=ρV22g=1.2×19.7322×9.8=23.83 mmH2OVP = \dfrac{\rho V^2}{2g} = \dfrac{1.2 \times 19.73^2}{2 \times 9.8} = 23.83\ \mathrm{mmH_2O}

③ 후드 정압

SPh=23.83×(1+0.27)=SP_h = 23.83 \times (1 + 0.27) = 30.27 mmH2O30.27\ \mathrm{mmH_2O}

후드 안은 대기압보다 낮은 부압이므로 부호까지 붙이면 −30.27 mmH₂O이지만, 크기를 묻는 문제이므로 30.27로 답하면 된다.

유입손실계수 FF 대신 유입계수 CeC_e가 주어지는 문제도 자주 나온다. 두 값은 F=1Ce21F = \dfrac{1}{C_e^2} - 1, Ce=11+FC_e = \sqrt{\dfrac{1}{1+F}}의 관계이므로 서로 바꾸어 쓸 수 있다. 이 문제의 F=0.27F = 0.27Ce=0.887C_e = 0.887에 해당하며, 유입손실이 작은 잘 만들어진 후드에 해당한다.

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