실기 21년 3회 1번 재질문입니다.
이전 질문.
선생님
곡관부의 마찰손실을 구하는 중 밀도/2 * 풍속^2 으로 구하는 것을 확인했습니다.
제가 궁금한 부분은 밀도/2 * 풍속^2 식과 속도^2 / 2g 식은 서로 같다고 들었는데 해당 문제에서는 1.0pa / m 가 직관에 대한 저항이라고만 주어져서 곡관의 저항을 모르기에 m → pa로 바꿀 수 없어서 밀도를 이용한 공식을 사용한 것인지.
아니면, 두 식을 사용하는 데 있어서 별도의 기준이 있는 것인지 궁금합니다.
문제를 풀다보면 두가지 식 중 어느 식을 이용해야하는지 헷갈릴 때가 있는 것 같습니다.
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혹시, 덕트 즉, 송풍기에 대한 문제는 밀도/2 * v^2
펌프 즉, 배관에 대한 문제는 v^2 / 2g
로 문제를 푼다고 생각해도 될까요 선생님?
이전 답변.
안녕하십니까?
이패스코리아 임재기입니다.
1. 문제에서 곡관에 대한 직관 상당길이가 주어지는 경우에는 직관저항으로 구하면 됩니다.
그러나 이 문제 처럼 직관 상당길이가 주어지지 않고 손실계수가 주어지면 공식에 의해 마찰손실을
구하면 됩니다. (참고 : 교재 161p 국부 마찰저항)
마찰 손실 공식 = 손실계수 x (v² / 2) x 밀도 [마찰손실 단위는 Pa] 입니다.
2. 펌프이든 송풍기이든 속도압력 = 밀도/2 * v² = 비중량/2 * v² 이며,단위는 [Pa] 입니다.
3. 펌프이든 송풍기이든 속도수두 = 1/2 * v² 이며, 단위는 [m] 입니다.
감사합니다.
임재기
새 질문.
선생님 2.3번 답변에서 이해가 안가 재질문드리게되었습니다.
1) 속도압력과 속도수두에 대한 값이 각각 밀도/2 * v^2, v^2 / 2g로 배웠습니다.
또한, 해당 값들을 서로 같은 값으로 환산하는 방법도 배웠습니다.
제가 궁금한 부분은 펌프에 대한 마찰손실을 구할 때, 토출측 속도 수두를 보통 0으로 하나 구해야 하는 상황이거나 덕트에 대한 부분에 대해서 마찰손실을 계산해야 할 때 두 식 중 무엇을 사용해도 상관없는건가요?
2)
“펌프이든 송풍기이든 속도압력 = 밀도/2 * v² = 비중량/2 * v² 이며,단위는 [Pa] 입니다.” 라고 해주셨는데요. 비중량 = 밀도 * 중력 인데 왜 두 식의 값이 같은 건가요..?
“펌프이든 송풍기이든 속도수두 = 1/2 * v² 이며, 단위는 [m] 입니다.” 라고 해주셨는데요 속두수두에 중력 g가 들어가야 하는 것 아닌가요??
3)
해당 문제의 경우 저는 처음에 국부저항계수 * v^2 / 2g로 문제를 풀었습니다.
이유는 주어진 조건 속에 밀도와 중력 그 무엇도 주어지지 않았고, 국부저항계수만이 주어졌기 때문입니다.
그러나 실제 답은 v^2 /2 * 밀도로 답을 구했습니다.
두 식이 결국 동일한 식으로 환산은 되지만, 국부저항계수 * v^2 / 2g로 풀었을 때와 국부저항계수 * v^2 /2 * 밀도 로 풀었을 때의 값은 다르기에 질문드린것이였습니다.
그래서 교재를 참고해보니 덕트의 경우와 펌프의 경우 각각 식을 다르게 적용해야 되는 것 아닌가라는 의문이 생겨 질문드리게 되었습니다.
답변 한번 더 해주시면 감사하겠습니다 선생님.
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선생님 3) 질문에 대해서 이전 질문들을 통해 단위 pa에 맞게 풀어야 하므로 v^2 /2 * 밀도 구함을 알았습니다.
혹시, 해당 문제의 경우 v^2 / 2g로 풀었다면 단위가 m로 나올텐데 물이 아닌 공기를 취급하는 문제이므로 r를 곱하려면 공기의 비중량을 곱해서 풀어야 하는 것인가요?
댓글
답변드립니다.
1. 펌프에 대한 마찰손실을 구할 때, 덕트에 대해서 마찰손실을 계산해야 할 때 두 식 중 무엇을
사용해도 상관 없습니다.
다만 결과의 단위가 다를 뿐입니다.
밀도/2 * v^2 로 구하면 단위는 Pa 입니다.
v^2 / 2g 로 구하면 단위는 m입니다.
2. 제가 답변에서 중력가속도 g를 누락 시켰네요. 죄송합니다.
정정합니다.
펌프이든 송풍기이든 속도압력 = 밀도/2 * v² = 비중량/2g * v² 이며,단위는 [Pa] 입니다.
펌프이든 송풍기이든 속도압력 = 1/2g * v² 이며, 단위는 [m] 입니다.
단위 m는 송풍기일 때는 공기의 높이 m 이고, 펌프일 때는 물의 높이 m입니다.
3. 국부저항계수 * v^2 / 2g로 문제를 풀면 단위가 m 입니다.
곡관부 a부+b부를 국부저항계수 * v^2 / 2g로 계산해 보면
0.3 * 8^2 / 2g x 2개 = 1.959m 입니다.
위 값 m(미터)를 압력 Pa 단위로 고치려면 P = (감마) X m = (밀도xg) x m = (1.2 x 9.8) x m 이므로
P = (1.2 x 9.8) X 1.959 = 23.039 = 23.04Pa 이 나옵니다.
참고 : 공기의 비중량 = 공기밀도 x g = 1.2 x 9.8 입니다.
감사합니다.
임재기
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