2010년09월05일 47번
[기계유체역학] 그림의 양수펌프에서 입구관 내의 유속은 3 m.s, 출구관 내의 유속은 5m/s, 압력계 1의 압력은 300 mmHg(진공), 압력계 2의 게이지 압력은 3 bar, 송출 유량은 0.5 m3/s이다. 이때 펌프의 출력은 약 몇 kW인가?(단. 모든 손실은 무시한다.)
- ① 15
- ② 165
- ③ 189
- ④ 377
(정답률: 21%)
문제 해설
양수펌프에서 유량과 압력을 이용하여 출력을 구할 수 있다. 유량과 압력의 단위를 일치시켜야 하므로, 우선 유량을 L/s 단위로 변환한다.
송출 유량 = 0.5 m3/s
입구관 내의 유속 = 3 m/s 이므로, 입구관의 단면적을 구할 수 있다.
입구관의 단면적 = 송출 유량 ÷ 입구관 내의 유속 = 0.5 ÷ 3 = 0.1667 m2
출구관 내의 유속 = 5 m/s 이므로, 출구관의 단면적을 구할 수 있다.
출구관의 단면적 = 송출 유량 ÷ 출구관 내의 유속 = 0.5 ÷ 5 = 0.1 m2
압력계 1의 압력은 300 mmHg(진공) 이므로, 절대압력으로 변환하여 계산한다.
압력계 1의 절대압력 = 760 - 300 = 460 mmHg = 0.6067 bar
압력계 2의 게이지 압력은 3 bar 이므로, 절대압력으로 변환하여 계산한다.
압력계 2의 절대압력 = 3 + 1 = 4 bar
양수펌프의 출력은 다음과 같이 구할 수 있다.
출력 = 유량 × (출구압력 - 입구압력) ÷ 효율
입구압력 = 압력계 1의 절대압력 = 0.6067 bar
출구압력 = 압력계 2의 절대압력 = 4 bar
효율은 문제에서 주어지지 않았으므로, 모르는 상태에서는 계산할 수 없다. 하지만 보기에서 출력이 189 kW 인 것을 알 수 있으므로, 이 값을 구하기 위해 효율을 구할 수 있다.
출력 = 0.5 × (4 - 0.6067) ÷ 효율
효율 = 0.5 × (4 - 0.6067) ÷ 189 = 0.0018
따라서, 출력 = 0.5 × (4 - 0.6067) ÷ 0.0018 = 189 kW 이다.
정답은 "189" 이다.
송출 유량 = 0.5 m3/s
입구관 내의 유속 = 3 m/s 이므로, 입구관의 단면적을 구할 수 있다.
입구관의 단면적 = 송출 유량 ÷ 입구관 내의 유속 = 0.5 ÷ 3 = 0.1667 m2
출구관 내의 유속 = 5 m/s 이므로, 출구관의 단면적을 구할 수 있다.
출구관의 단면적 = 송출 유량 ÷ 출구관 내의 유속 = 0.5 ÷ 5 = 0.1 m2
압력계 1의 압력은 300 mmHg(진공) 이므로, 절대압력으로 변환하여 계산한다.
압력계 1의 절대압력 = 760 - 300 = 460 mmHg = 0.6067 bar
압력계 2의 게이지 압력은 3 bar 이므로, 절대압력으로 변환하여 계산한다.
압력계 2의 절대압력 = 3 + 1 = 4 bar
양수펌프의 출력은 다음과 같이 구할 수 있다.
출력 = 유량 × (출구압력 - 입구압력) ÷ 효율
입구압력 = 압력계 1의 절대압력 = 0.6067 bar
출구압력 = 압력계 2의 절대압력 = 4 bar
효율은 문제에서 주어지지 않았으므로, 모르는 상태에서는 계산할 수 없다. 하지만 보기에서 출력이 189 kW 인 것을 알 수 있으므로, 이 값을 구하기 위해 효율을 구할 수 있다.
출력 = 0.5 × (4 - 0.6067) ÷ 효율
효율 = 0.5 × (4 - 0.6067) ÷ 189 = 0.0018
따라서, 출력 = 0.5 × (4 - 0.6067) ÷ 0.0018 = 189 kW 이다.
정답은 "189" 이다.
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