문제 #7416

Question

그림과 같이 수조 A의 물을 펌프에 의해 수조 B로 양수한다. 연결관의 단면적 200cm², 유량 0.196m³/s, 총손실수두는 속도수두의 3.0배에 해당할 때 펌프의 필요한 동력(HP)은? (단, 펌프의 효율은 98%이며, 물의 단위중량은 9.81kN/m³, 1HP는 735.75N･m/s, 중력가속도는 9.8m/s²)

Accepted Answer

이 문제는 펌프의 동력을 계산하는 문제입니다. 핵심은 유량, 손실수두, 펌프 효율을 이용하여 펌프가 실제로 해야 하는 일의 양을 계산하고, 이를 HP 단위로 변환하는 것입니다. **정답 이유 및 핵심 개념:** 1. **유효 동력 계산:** 펌프의 유효 동력은 유량에 물의 단위 중량, 총 양정(높이 차이 + 손실수두)을 곱하여 계산합니다. 여기서 총손실수두는 속도수두의 3배이므로, 먼저 연결관의 단면적과 유량으로 속도를 구하고 속도수두를 계산한 후 총손실수두를 산출해야 합니다. 2. **펌프 동력 계산:** 실제 펌프 동력은 유효 동력을 펌프 효율로 나누어 계산합니다. 3. **단위 변환:** 계산된 동력 단위를 HP로 변환하기 위해 주어진 환산 계수(1HP = 735.75 N·m/s)를 사용합니다. 이 과정을 거쳐 계산하면 약 92.5HP가 나오므로 1번이 정답입니다.

문제 1