<2010. 2회>
문) 아래 설치 도면은 폐쇄형 습식 스프링클러설비에 대한 가지배관의 최고말단부를 나타낸 것이다. 다음 물음에 답하 시오.
[조건]
• 배관에 설치된 관부속품의 등가길이[m]는 아래 표와 같다.
• 호칭경에 따른 내경 표는 아래와 같다.
• 최종 헤드의 방사압력은 0.1MPa이다.
• 배관의 마찰손실은 하젠-윌리엄즈식에 따른다.
(1) 각 구간별(A→B, B→C, C→D, D→최종헤드) 배관의 마찰손실[MPa]을 구하시오.
① D → 최종헤드 구간(단, 구경 25A)
• 계산과정
② C → D 구간
• 계산과정
Q = 80 l/min
③ B → C 구간(단, 구경 25A)
• 계산과정
④ A → B 구간(단, 구경 32A)
구경(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 90 | 100 | 125 |
헤드수 | 2 | 3 | 5 | 10 | 30 | 60 | 80 | 100 | 160 |
(2) A점에서 최종헤드까지의 총손실압력[MPa]을 구하시오.
• 계산과정 : Pt = 0.004 + 0.008 + 0.032 + 0.028 + (-0.002) = 0.07 MPa
• 답 : 0.07 MPa
(3) D, C, B, A점에서의 압력[MPa]을 구하시오.
<D점의 압력>
• 계산과정 : PD = P + ∆P1 + 낙차의 환산수두압력 = 0.1 + 0.004 + (-0.002) = 0.102MPa
• 답 : 0.102 MPa
<C점의 압력>
• 계산과정 : Pc = PD + ∆P2 = 0.102 + 0.008 = 0.11MPa
• 답 : 0.11 MPa
<B점의 압력>
• 계산과정 : PB = Pc + ∆P3 = 0.11 + 0.032 = 0.142MPa
• 답 : 0.142 MPa
<A점의 압력>
• 계산과정 : PA = PB + ∆P4 = 0.142 + 0.028 = 0.17MPa
• 답 : 0.17 MPa
(4) 가, 나, 다 헤드의 방사압력[MPa]을 구하시오
가 헤드의 방사압력[MPa]
• 계산과정 : P가 = Pc - P1 = 0.11 - 0.004 - (-0.002) = 0.108MPa
• 답 : 0.108 MPa
나 헤드의 방사압력[MPa]
• 계산과정 : P나 = PB - P1 = 0.142 - 0.004 - (-0.002) = 0.14MPa
• 답 : 0.14 MPa
다 헤드의 방사압력[MPa]
• 계산과정 : P다 = PA - P1 = 0.17 - 0.004 - (-0.002) = 0.168MPa
• 답 : 0.168 MPa
[2020년 1회]
그림과 같은 직사각형 주철 관로망에서 A지점에서 0.6㎥/s 유량으로 물이 들어와서 B와 C 지점에서 각각 0.2㎥/s와 0.4㎥/s의 유량으로 물이 나갈 때 관 내에서 흐르는 물의 유량 Q1, Q2, Q3는 각각 몇 ㎥/s인가? (단, 관로가 길기 때문에 관마찰손실 이외의 손실은 무시하고 d1, d2 관의 관마찰계수는 λ = 0.025, d3, d4의 관에 대한 관마찰계수는 λ = 0.028이다. 그리고 각각의 관의 내경은 d1 = 0.4m, d2 = 0.4m, d3 = 0.322m, d4 = 0.322m이며, 또한 본 문제는 Darcy-Weisbach의 방정식을 이용하여 유량을 구한다.)
[계산과정]
Q1 = 0.2 + Q2, Q2 = Q1 – 0.2
Q3 = 0.6 – Q1, Q3 + Q1 = 0.6
Q2 + Q3 = 0.4, Q2 = 0.4 - Q3
= 1.2449 -> Q1이 0.6보다 클수는 없으므로 답이 될수 없음.
=0.40896 = 0.41 ㎥/s
Q2 = Q1 – 0.2 = 0.41 - 0.2 = 0.21 ㎥/s
Q3 = 0.6 – Q1 = 0.6 – 0.41 = 0.19 ㎥/s