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공학 문제해결/유체기계

유체기계의 총 배출 유량, 회전수 문제 풀이

건설기계설비기사의 2015년도 3회차 기출문제입니다. 제4과목 유체기계 및 유압기기입니다. 전체 기출문제 풀이는 여기를 참고해주세요.




[문제]




[문제풀이]


우선 이 문제를 처음 접하시는 분들은 어떻게 풀지 막막할 수 있습니다. 하지만, 유체기계를 공부하기전에 유체역학, 유압기기 과목에 대해서 공부 좀 하셨다면 식을 유도하여 푸실 수 있습니다. 유량 관련 식은 아래와 같이 표현됩니다.


(Q는 유량, n'v는 체적 효율, D는 지름, L은 피스톤 행정, n은 회전수, Z는 실린더 수 입니다.)

뭐지? 이 처음보는 듯한 느낌은? 

유량 관련한 문제가 나온다고 하면 다들 푸실 수 있을거라 생각했는데, 이번엔 다소 이상해보이는 공식이 갑자기 튀어나왔습니다. 유체역학에서는 이론 단계로만 배우다가 실제 유체기계 과목에서는 보다 실제 상황과 비슷한 가정을 통해서 문제를 출제하는 듯 합니다.

그래서, 위 공식을 직접 유도?해보겠습니다. 이런 방법을 알고 있다면, 위 공식을 따로 암기할 필요도 없고 적응력도 키울 수 있습니다.


이해가 되셨나요? 일반기계기사를 취득하셨거나, 대학 수업을 이수하였다면 충분히 알 수 있는 것들로 위의 어려운? 공식을 만들 수 있습니다.

* 회전수는 소문다 n 보다 익숙할 만한 대문자 N으로 표현하였습니다.

그럼 문제에서 주어진 조건들을 위 식에 대입하면,


로 풀이할 수 있으며, 답은 ②번 n (= N) = 127 rpm 입니다.

* 이때, rpm의 단위가 revolution per minute이므로 문제에서 주어진 유량의 m^3/min의 단위를 변형하지 않았다는 점 참고하시길 바랍니다.



* 제4과목 유체기계 및 유압기기의 전체 기출 문제 풀이 및 해설은 여기를 참고해주세요.