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공학 문제해결/유체기계

【유체기계】 배관 지지장치 + 기출문제 얼마전 건설기계설비기사 필기 시험에서 기출되었던 '배관 지지장치'에 대해서 작성합니다. 배관 지지장치는 행거, 서포트, 레스트레인트, 브레이스로 총 4개가 있습니다. (이를 구분하는 문제가 아래에 적어놓은 기출문제입니다.) 행거부터 차례로 간략하게 기술하겠습니다. ① 행거 (hanger) 영문의 뜻 그대로 배관계의 중량을 위에서 매달아 지지하는 장치입니다. 종류로는 리지드 행거, 스프링 행거, 콘스탄트 행거가 있습니다. - 리지드 행거 (rigid hanger) : I빔에 턴버클을 이용하여 배관을 달아 올리는 것 - 스프링 행거 (sping hanger) : 리지드 행거의 턴버클 대신 스프링을 이용한 것 - 콘스탄트 행거 (constant hanger) : 스프링 등을 이용하여 관의 지지력을 일정하게 한..
【유체기계】 송풍기의 축동력, 전압 효율 문제 풀이 따끈따끈한 2018년도 3회차 '건설기계설비기사' 기출문제(4과목 유체기계 및 유압기기)입니다. [문제] 터보팬에서 송풍기 전압이 150 mmAq일 때 풍량은 4 m^3/min 이고, 이 때의 축동력은 0.59 kW 이다. 이 때 전압 효율은 약 몇 % 인가? ① 16.6 ② 21.7 ③ 31.6 ④ 48.7 [문제 풀이] 정답은 ①번 16.6 % 입니다. 우선 문제에서 주어진 3개의 조건부터 요약해보면 아래와 같습니다. - 송풍기 전압 : p = 150 mmAq - 풍량 : Q = 4 m^3/min - 축동력 : L = 0.59 kW 그리고 위 조건들을 통해서 아래의 공식에 대입하여 '전압 효율'을 구할 수 있습니다. (* 이때 '전압 효율'이란 '유체기계의 소요동력에 대한 전압의 크기 비율'을 뜻합니..
【유체기계】 펌프 수차, 양수식 발전 양수식 발전이란, 수력 발전(댐, 수력, 조력 등)의 한 종류입니다. 야간 시간대처럼 잉여 전력이 풍부한 시간에 '펌프'를 통해서 물을 높은 곳에 저장해둔 다음, 전기가 필요할 때에 올려두었던 물을 다시 내리면서 그 낙차를 '수차'를 통해 '전기 에너지'를 생산하는 발전 방식입니다. 전기를 저장하는 기술이 아직 고도화되거나 상용화되어 있지 않기 때문에 '전기 에너지'를 생산하기 위해서 물의 '위치 에너지' 형태로 에너지를 저장해두는 방식입니다. 이를 통해서 잉여 전력을 활용할 수도 있고 피크 시간대에서도 충분한 전력 생산을 가능케해서 전기사용에 대한 불편함을 많이 줄일 수 있습니다. 화력 발전의 경우에는 가동 후에 일정 기간 정지상태 또는 정비상태가 이어지기 때문에 전력수요를 급격하게 반영하기 힘들다는 ..
【유체기계】 펌프의 축추력 방지법 2018년 3회차 건설기계설비기사, 제4과목 유체기계에서 출제된 문제 중 하나를 풀어보면서 원심펌프에서의 축추력 방지법에 대해서 알려드리고자 합니다. 얼마전 출제된 따끈따끈한 문제이므로 한번 풀어보시길 추천드립니다. [축추력 방지법] (feat. 원심펌프) 1. 평형원판, 평형공, 웨어링 링을 설치 2. 스러스트 베어링(thrust bearing)을 사용 3. 양흡입형 회전차를 사용 4. 자기평형 방식으로 최전차를 반대 방향으로 배열 5. 후면측벽에 방사상의 리브(rib)를 설치 6. 밸런스 홀(balance hall)을 설치 [문제 1] 원심펌프에서 축추력(axial thrust) 방지법으로 거리가 먼 것은? ① 브레이크다운 부시 설치 ② 스러스트 베어링 사용 ③ 웨어링 링의 사용 ④ 밸런스 홀의 설치..
펌프, 수차의 비교회전도, 상사법칙 공식 정리 건설기계설비기사 중, 제4과목 유체기계 및 유압기기에 관련한 내용입니다. 방대한 내용들 중에서도 이번 포스팅에서는 펌프 및 수차, 송풍기 관련한 공식들입니다. 오랜만에 어려운 공식을 보는 것이라 다소 외우기 힘들지만, 소소한 팁도 같이 적어드렸으니 잘 비교(펌프 vs 수차)하시면서 암기하시길 바랍니다. [펌프 vs 수차 '비교회전도' 공식] 1) 펌프 이때, '양흡입' 펌프의 경우엔 유량 Q를 Q/2로 바꿔주면 됩니다. * 참고) 원심펌프의 흡입비교회전도(S) 2) 수차 이때, 펌프와 비교하여 분자의 유량 Q가 '동력 L'로 바뀌게 되고, 분모의 3/4가 5/4로 바뀌게 됩니다. 둘 중에 하나를 기억해두고 차이점을 기억해두면 헷갈리지 않을 듯 합니다. 비교회전도가 가장 시험에 많이 출제됩니다. 단순하게 ..
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 과목에..
유압기기, 유체 동역학 문제 풀이 2015년도 2회차 건설기계설비기사, 제4과목 유체기계 및 유압기기 기출문제 중에 하나 입니다. 설명이 필요한 문제를 가져와봤습니다. 기출 전체 풀이는 포스팅 하단의 링크를 참고해주세요. 유체역학 과목에서는 유체 정역학부터 동역학에 관련하여 배우게 됩니다. 실제 고등학생 때 배웠던 물리와는 조금 다르면서도 비슷한 개념들이 많습니다. (이번 포스팅은 역학을 배우는 (대)학생을 대상으로 작성한 것입니다.) 고체와 유체를 다룬다는 차이점만 존재할 뿐 다른 점은 없습니다. 하지만, 이해가 잘 안된다는 댓글들이 많아서 이번 문제를 풀다가 해설을 하기 위해서 이렇게 블로그에 게시하게 되었습니다. 도움이 되었으면 합니다. [문제] [문제풀이] 우선, 답은 ④번 입니다. 위에서 살짝 말씀드렸듯이 이번 문제는 '유체의 ..
수차의 동력, 효율 구하는 문제 풀이 2015년도 2회차 건설기계설비기사, 제4과목 유체기계 및 유압기기 기출문제 입니다. 공식 설명이 필요한 문제 풀이만 이 포스팅에 따로 진행하고 있습니다. 참고하시어 열공하시길 바랍니다. [동력 및 효율 관련 공식] 1. 수동력 1)은 물의 비중량의 단위가 [kg/m^3]일 때, 2)는 물의 비중량 단위가 [N/m^3]일 때로 나눠집니다. 이때 위 공식 2가지를 모두 외워주시는게 좋습니다. 그리고 각 단위별로 PS나 kW의 단위로 결과값을 나타낼 때에 분모에 들어가는 숫자(75, 102, 735, 1000)도 필히 비교하면서 암기하는 것이 좋습니다. ※ 이때, 효율(eta)이 추가된다면 우항에 효율을 곱해주면 됩니다. 2. 전효율 3. 체적효율 4. 기계효율 5. 수력효율 [문제] [문제풀이] 이 문제는..
【유체기계】 유체기계의 분류 사랑은 지키는거레요. 안녕하세요. 이번 포스팅에서는 기계공학 중에서도 유체기계의 분류입니다. 간략하게 표로 작성하였으니 참고하시길 바랍니다. ① 수력기계, ② 공기기계, ③ 유체수송장치로 나눠서 작성하였습니다. 우측으로 하위 분류이며, 아래로는 동급 분류입니다. ① 수력기계 수력기계 터보 터보형 원심식 볼류트 펌프 터빈 펌프 사류식 사류 펌프 축류식 축류 펌프 용적형 왕복식 피스톤 펌프 플런저 펌프 회전식 기어 펌프 베인 펌프 특수형 마찰 펌프 제트 펌프 기포 펌프 수격 펌프 수차 충격 수차 펠톤 수차 반동 수차 혼류 수차 프란시스 수차 축류 수차 프로펠러 수차 카플란 수차 유체 전동 장치 유체커플링 토크 컨버터 유압기기 유압펌프 유압모터 유압 실린더 유압 제이벨브 등 ② 공기기계 공기기계 저압식 송풍기..