2018년 수질환경기사 1회차 55번

Question

부피가 2649m ^3 인 탱크에서 G값을 50/s로 유지하기 위해 필요한 이론적 소요동력(W)과 패들 면적(m ^2 )은? (단, 유체 점성 계수 1.139×10 ^{-3} N×s/m ^2 , 밀도 1000kg/m ^3 , 직사각형 패들의 항력계수 1.8, 패들 주변속도 0.6m/s, 패들 상대속도 = 패들 주변속도 × 0.75로 가정, 패들 면적 A = [2P/(CㆍpㆍV ^3 )]식 적용)

Accepted Answer

이 문제는 유체 역학의 원리를 이용하여 탱크 내 혼합에 필요한 동력과 패들 면적을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 **전단율(G)**과 **동력(W)**, 그리고 **항력(Drag)**입니다. **정답 이유:** 1. **이론적 소요 동력(W) 계산:** 주어진 탱크 부피, G값, 점성 계수, 밀도, 패들 주변속도, 패들 상대속도 등을 이용하여 유체에 전달되는 에너지(동력)를 계산합니다. 이 과정에서 G값과 점성 계수가 중요한 역할을 합니다. 2. **패들 면적(A) 계산:** 계산된 동력과 함께 항력 계수, 패들 주변속도, 패들 상대속도 등을 이용하여 패들이 유체에 가하는 힘과 이를 통해 필요한 패들 면적을 산출합니다. 문제에서 제시된 패들 면적 계산식 `A = [2P/(CㆍpㆍV^3)]`은 동력(P), 밀도(ρ), 속도(V) 등을 이용하여 면적을 구하는 일반적인 형태입니다. 이 두 가지 계산을 통해 얻어진 값들이 보기 중 4번 (7543, 92)과 일치하므로 정답이 됩니다.

2018년 수질환경기사 1회차 55번 - 기출문제 및 해설

문제 1