2011년06월12일 44번
[작업환경관리대책] 풍량 2m3/sec, 송풍기 유효전압 100mmH2O, 송풍기의 효율이 75% 인 송풍기의 소요동력은?
- ① 2.6 kW
- ② 3.8 kW
- ③ 4.4 kW
- ④ 5.3 kW
(정답률: 51%)
문제 해설
송풍기의 유효전압은 100mmH2O이므로, 송풍기가 공기를 이동시키기 위해 필요한 압력은 100mmH2O이다. 이 압력을 이용하여 송풍기의 효율을 이용하여 소요동력을 계산할 수 있다.
풍량 2m3/sec는 송풍기가 1초에 2m3의 공기를 이동시킨다는 것을 의미한다. 이때, 송풍기가 이동시키는 공기의 운동에너지는 다음과 같다.
운동에너지 = (공기의 밀도) x (풍량) x (속도)2 / 2
공기의 밀도는 대기압에서 20℃일 때 1.2kg/m3이므로, 위 식에 대입하면 다음과 같다.
운동에너지 = 1.2 x 2 x (속도)2 / 2
속도는 유효전압과 풍량으로 계산할 수 있다. 유효전압 100mmH2O는 대기압에서 1.02kPa에 해당하므로, 다음과 같이 속도를 계산할 수 있다.
속도 = 유효전압 / (공기의 밀도 x 가속도)
가속도는 대기압에서 20℃일 때 9.81m/s2이므로, 위 식에 대입하면 다음과 같다.
속도 = 100 / (1.2 x 9.81) = 8.47m/s
따라서, 운동에너지는 다음과 같다.
운동에너지 = 1.2 x 2 x 8.472 / 2 = 90.8W
하지만, 송풍기의 효율이 75%이므로, 실제 소요동력은 다음과 같다.
소요동력 = 운동에너지 / 효율 = 90.8 / 0.75 = 121.07W
따라서, 송풍기의 소요동력은 약 121W이다. 이를 kW 단위로 변환하면 0.121kW이다. 하지만, 보기에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 표기하고 있으므로, 0.121을 1000으로 나누어 0.000121을 1000으로 곱한 후, 소수점 이하를 버리고 정수로 표기하면 121W는 0.121kW가 된다. 따라서, 정답은 "2.6 kW"가 아니라 "0.121kW"이다.
풍량 2m3/sec는 송풍기가 1초에 2m3의 공기를 이동시킨다는 것을 의미한다. 이때, 송풍기가 이동시키는 공기의 운동에너지는 다음과 같다.
운동에너지 = (공기의 밀도) x (풍량) x (속도)2 / 2
공기의 밀도는 대기압에서 20℃일 때 1.2kg/m3이므로, 위 식에 대입하면 다음과 같다.
운동에너지 = 1.2 x 2 x (속도)2 / 2
속도는 유효전압과 풍량으로 계산할 수 있다. 유효전압 100mmH2O는 대기압에서 1.02kPa에 해당하므로, 다음과 같이 속도를 계산할 수 있다.
속도 = 유효전압 / (공기의 밀도 x 가속도)
가속도는 대기압에서 20℃일 때 9.81m/s2이므로, 위 식에 대입하면 다음과 같다.
속도 = 100 / (1.2 x 9.81) = 8.47m/s
따라서, 운동에너지는 다음과 같다.
운동에너지 = 1.2 x 2 x 8.472 / 2 = 90.8W
하지만, 송풍기의 효율이 75%이므로, 실제 소요동력은 다음과 같다.
소요동력 = 운동에너지 / 효율 = 90.8 / 0.75 = 121.07W
따라서, 송풍기의 소요동력은 약 121W이다. 이를 kW 단위로 변환하면 0.121kW이다. 하지만, 보기에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 표기하고 있으므로, 0.121을 1000으로 나누어 0.000121을 1000으로 곱한 후, 소수점 이하를 버리고 정수로 표기하면 121W는 0.121kW가 된다. 따라서, 정답은 "2.6 kW"가 아니라 "0.121kW"이다.
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