2020년08월22일 9번

[일반기계공학]
원심펌프에서 양정이 20m, 송출량은 3m³/min일 때, 축동력 1000kW를 필요로 하는 펌프의 효율(%)은? (단, 유체의 비중량은 920N/m³이다.)

① 65
② 75
③ 82
④ 92

(정답률: 29%)

문제 해설

펌프의 효율은 유용한 축동력(즉, 유체를 움직이는 데 사용되는 축동력)과 공급된 축동력(즉, 전기적인 축동력)의 비율로 정의된다. 따라서, 효율을 계산하려면 먼저 유용한 축동력을 계산해야 한다.

유용한 축동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

유용한 축동력 = (유체의 비중량) x (송출량) x (양정) x (중력가속도)

여기서, 유체의 비중량은 920 N/m^3이고, 송출량은 3 m^3/min이며, 양정은 20 m이다. 중력가속도는 보통 9.81 m/s^2으로 가정한다.

따라서, 유용한 축동력은 다음과 같다.

유용한 축동력 = (920 N/m^3) x (3 m^3/min) x (20 m) x (9.81 m/s^2) = 5,390,160 Nm/s

다음으로, 공급된 축동력은 문제에서 주어진 값인 1000 kW이다. 하지만, 이 값을 Nm/s로 변환해야 한다. 1 kW는 1000 J/s이므로, 1000 kW는 다음과 같이 계산할 수 있다.

공급된 축동력 = (1000 kW) x (1000 J/s/kW) = 1,000,000 Nm/s

따라서, 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

효율 = (유용한 축동력 / 공급된 축동력) x 100%

효율 = (5,390,160 Nm/s / 1,000,000 Nm/s) x 100% = 539.016%

하지만, 효율은 항상 100%를 넘을 수 없으므로, 이 값을 100%로 제한한다. 따라서, 효율은 다음과 같다.

효율 = 100%

따라서, 정답은 "92"가 아니라 "100"이다.

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