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소방설비기사(기계)/관련 개념16

연속방정식 연속방정식 Continuity Equation 정상류 상태 의 비압축성 유체의 흐름에 질량 보존의 법칙을 적용하여 얻어지는 식 쉽게 말해서 유체에서 적용되는 질량보존의 법칙이다. 1번 지점에서의 질량유량을 $\dot{m}_1$ [$kg/s$] 2번 지점에서의 질량유량을 $\dot{m}_2$ 라한다면 질량보존의 법칙에 의해 동일한 시간동안 1번 및 2번 지점을 흐른 유체의 질량은 같아야한다. 이를 식으로 표현하면 $\dot{m}_1 = \dot{m}_2$ ------(1) 질량을 유체의 밀도를 이용해 표현해 보자. 밀도 = 질량/부피 여기서는 흐르는 유체이므로 밀도 = 질량유량/부피유량이라고 할 수 있다. 부피유량은 일반적으로 $Q_i(i =1, 2)$[$m^3/s$]라고 한다. $\rho = \frac{.. 2021. 9. 11.
체적탄성계수(Bulk modulus) 체적탄성계수 어떤 물질이 압축에 저항하는 정도를 나타낸다. 균일하게 P라는 압력을 받을 때, 부피가 얼마나 변하는지를 나타내는 것이 체적탄성계수이다. K = $-\frac{dP}{\frac{dV}{V}}$ K: 체적탄성계수 P: 압력 V: 부피 가해지는 압력에 따라 부피는 감소하므로 마이너스 부호를 붙여야 체적탄성계수가 양수가 된다. 체적탄성계수는 밀도로도 표현할 수 있다. K = $\rho \frac{\mathrm{dP} }{\mathrm{d} \rho }$ 또한 체적탄성계수는 압축률의 역수로 표현된다. K = $\frac{1}{\beta }$ $\beta $: 압축률 2021. 8. 26.
소방설비 - 펌프 수동력, 축동력, 모터동력 소방설비기사(기계) 필기와 실기에 단골로 출제되는 펌프 수동력, 축동력, 모터동력을 알아보자. 펌프의 작동원리를 간단하게 그려보면 다음과 같다. 1) 먼저 전기를 이용해 모터를 동작시킵니다. 2) 그러면 회전력이 발생하게 됩니다. 3) 그 회전력은 기어박스, 축을 거쳐 회전날개로 전해집니다. 4) 회전날개에 의해 물을 높은 곳으로 보낼 수 있게 됩니다. 여기서 중요한 점은 모터에서 발생한 힘이 모터 > 축 > 회전날개 > 유체(물)로 전달된다는 것이다. 이렇게 힘이 전달되는 과정에서 마찰, 진동으로 인해 손실이 발생하게 된다. 이것이 바로 모터동력, 축동력, 수동력으로 나뉘는 이유이다. 먼저 100L/s의 유량의 물을 50m로 끌어올려야한다고 가정해보자. 1) 수동력 펌프의 동력을 구하는 가장 기본 공식.. 2021. 8. 21.
분말소화약제 열분해 반응식 분말소화약제는 소화약제 중 하나로, 우리가 흔히 볼 수 있는 ABC 소화기가 분말소화약제 소화기이다. 분말소화약제는 보관이 용이하고, 사용방법이 간단해서 주거공간에도 배치되어 있고 자동차에도 구비되어 있다. ABC 소화기라는 이름이 붙은 이유도 A급 화재 B급 화재 C급 화재 일반화재 유류화재 전기화재 각 화재에 모두 적응성이 있어서 붙여진 이름이다. (적응성이 있다는 건 소화효과가 있다는 뜻. 대부분 제3종 소화약제를 사용) 분말소화약제는 무수히 작은 고체 알갱이들로 구성되어 있다. 이 알갱이들이 분출되면서 불타고 있는 가연물에 달라붙어 질식소화를 일으킨다. 이 과정 중 분말소화약제가 열에 의해 분해되는데, 분해되면서 나오는 부산물이 소화에 매우 효과적이다. 바로 이산화탄소, 물 등이 열분해 결과로 생.. 2021. 8. 1.
이상기체 조건 6가지 1. 이상기체란? Ideal Gas or Perfect Gas $PV=nRT$ 라는 이상기체 상태방정식을 만족하는 기체 $P$: 압력 $V$: 부피 $n$: 기체의 몰수 $R$: 기체상수 $T$: 온도 2. 이상기체 조건 6가지 위에서 언급한 $PV=nRT$라는 이상기체 상태방정식을 만족하는 기체는 아래와 같은 5가지 조건이 필요하다. 1) 어떤 한 기체는 많은 동일한 분자들로 구성된다. 2) 분자들은 *뉴턴의 운동법칙을 따른다. *뉴턴의 운동법칙: [1] 관성의 법칙 [2] 가속도의 법칙 [3] 작용 반작용의 법칙 3) 분자 자체의 부피는 무시한다. - 기체 분자의 크기는 정말 작지만, 부피가 없는 것은 아닙니다. 하지만 이상기체에서는 기체분자의 부피를 무시합니다. 즉, 점입자로 가정하겠다는 뜻입니다... 2021. 7. 29.
음속 공식 음속 Speed of Sound, Sound Velocity 매질을 통과하는 소리가 갖는 전파속도 음속 공식은 크게 2가지로 나눌 수 있다. 1) $\nu = \sqrt{kRT} = \sqrt{\frac{K'}{\rho }}$ $\nu$: 음속[m/s] $k$: 비열비($\frac{C_P}{C_V}$) $R$: 기체상수 [$J/kg\cdot K$] $T$: 절대온도 [$K$] $K'$: 체적탄성계수 [$Pa$] $\rho$: 정지상태의 유체밀도 [$kg/m^3$] 2) $\nu = (331 + 0.61\cdot T)m/s$ (여기서 T는 섭씨온도(℃)) 보통은 1번 공식을 많이 사용한다. 조건(온도, 기체상수, 밀도 등)에 따라 2번 공식은 달라질 수 있기 때문이다. 2021. 7. 23.
펌프 상사법칙 암기법 소방설비기사(기계)를 공부하다보면 펌프 상사법칙 문제가 꽤나 비중있게 출제되는 편이다. 근데 생각보다 공식이 잘 외워지지 않는다. 그래서 필자만의 암기법을 만들어 보았다. 유량 양정 동력 $Q_2=Q_1(\frac{N_2}{N_1})(\frac{D_2}{D_1})^3$ $H_2=H_1(\frac{N_2}{N_1})^2(\frac{D_2}{D_1})^2$ $L_2=L_1(\frac{N_2}{N_1})^3(\frac{D_2}{D_1})^5$ Q: 유량($m^3/s$) H: 양정($m$) L: 동력($kW$) N: 회전수 D: 임펠러 직경(원심펌프) 위 표는 펌프 상사법칙의 기본 공식이다. 저렇게만 보면 꽤나 복잡해 보인다. 저걸 그대로 외울 순 있지만 생각보다 많이 헷갈리고 잘 안외워진다. 이런 공식은 규칙.. 2021. 7. 21.
벤츄리 효과(Venturi Effect) - 포소화약제 혼합장치 벤츄리 효과(Venturi Effect) 이탈리아 물리학자 벤츄리가 발견한 효과로, 유체가 상대적으로 좁은 면적을 지날 때 압력이 줄어드는 효과이다. 대표적인 차압식 유량계로 오리피스 미터와 벤츄리 미터가 있다. 우리가 유체역학에서 배웠던 벤츄리 미터와 이번 포스팅에서 다룰 벤츄리 효과는 사실상 동일한 것이다. 다만 벤츄리를 유량계로 활용하느냐 아니냐의 차이일 뿐이다. 벤츄리 효과는 베르누이 방정식으로 쉽게 설명이 가능하다. https://ikkujun.com/97 - 베르누이 방정식 벤츄리 미터를 개략적으로 나타낸 그림이다. 베르누이 방정식을 가져와 보면 $\frac{P_1}{\rho g} + \frac{1}{2}\frac{u_1^2}{g} + h_1 = \frac{P_2}{\rho g} + \frac.. 2021. 7. 19.
베르누이 방정식 - 유체의 에너지 보존법칙 이번 포스팅에서는 소방유체역학에서 핵심이라 할 수 있는 베르누이 방정식에 대해 알아보자. 1. 베르누이 방정식 Bernoulli's equation 이상유체에 대하여 유체의 속도, 압력, 위치 에너지에 대한 관계를 나타낸 방정식 위 그림과 같은 배관이 있다고 가정해보자. 유체는 오른쪽 방향으로 흐르고 있다. 그림에 표시된 첨자는 다음을 나타낸다. $P$: 압력 $u$: 유속 $h$: 위치(높이) 베르누이 방정식은 다음과 같은 수식으로 나타낸다. 베르누이 방정식(Bernoulli's equation) $\frac{P_1}{\rho g} + \frac{1}{2}\frac{u_1^2}{g} + h_1 = \frac{P_2}{\rho g} + \frac{1}{2}\frac{u_2^2}{g} + h_2$ $P$(.. 2021. 7. 18.
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