1. 폐쇄형 헤드를 사용한 스프링클러 설비에서 A점에 설치된 헤드 1개 만이 개방되었을 경우 A점에서의 헤드의 방사압력
은 몇 [MPa]인지 조건을 참조하여 구하시오. [10점] ★★★★★
[조건]
① 급수관 중 「H점」 에서의 가압수 압력은 0.15 [MPa]로 한다.
② 티 및 엘보는 직경이 다른 티 및 엘보는 사용하지 않는다.
③ 스프링클러헤드는 15 [A] 헤드가 설치된 것으로 한다.
④ 직관 마찰손실 (100 m 당)
단위 : ㎜
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유 량
|
25 A
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32 A
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40 A
|
50A
|
|
80 [ℓ / min]
|
39.82
|
11.38
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5.40
|
1.68
|
(A점에서의 헤드 방수량은 80 [ℓ/min]으로 계산한다.)
⑤ 관이음쇠 마찰손실에 해당하는 직관길이
(단위 : m)
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구 분
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25 A
|
32 A
|
40 A
|
50 A
|
|
엘보 (90˚)
|
0.90
|
1.20
|
1.50
|
2.10
|
|
리듀셔
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(25×15A)
|
(32×25A)
|
(40×32A)
|
(50×40A)
|
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0.54
|
0.72
|
0.90
|
1.20
|
|
|
티 (직류)
|
0.27
|
0.36
|
0.45
|
0.60
|
|
티 (분류)
|
1.50
|
1.80
|
2.10
|
3.00
|
(단, 방사압력 선정에 필요한 계산과정은 상세히 명시하고 방사압력을 소수점 4자리까지 구하고 소수점 4자리 미만은
삭제한다.)
[문제풀이]
⊙ 구간, 구경, 유량, 직관 및 등가길이, 마찰손실/100, 마찰손실수두 순으로 정리한다.
⊙ 펌프식 헤드방출압력 : 펌프 토출압 - 낙차수두 - 마찰손실수두
▣ H점 에서의 압력 : 0.15 [MPa]
낙차 = 0.1 + 0.1 - 0.3 = - 0.1
[배관 및 관부속품 마찰손실수두]
|
구간
|
호칭
구경 A
|
유량
[ℓ/min]
|
직관 및 등가길이
|
마찰손실수두
|
|
H-G
|
50
|
80
|
⊙ 직관길이 : 3 m
⊙ 관부속품
⊙ 티 (직류) : 1개 × 0.6 = 0.6 m
⊙ 리듀셔(50×40A):1개 × 1.2 = 1.2m
⊙ 소계 : 4.8 m
|
4.8 × 1.68 / 100 = 0.0806 m
|
|
G-E
|
40
|
80
|
⊙ 직관길이 : 3 + 0.1 = 3.1 m
⊙ 관부속품
⊙ 엘보(90˚) : 1개 ×1.5 = 1.5 m
⊙ 티 (분류) : 1개 × 2.1 = 2.1 m
⊙ 리듀셔(40×32A):1개 × 0.9 = 0.9m
⊙ 소계 : 7.6 m
|
7.6 × 5.4/100 = 0.4104 m
|
|
E-D
|
32
|
80
|
⊙ 직관길이 : 1.5 m
⊙ 관부속품
⊙ 티 (직류25×25×25A) : 1개 × 0.36 = 0.36 m
⊙ 리듀셔(32×25A):1개 × 0.732 = 0.72m
⊙ 소계 : 2.58 m
|
2.58×11.38/100 = 0.2936 m
|
|
D-A
|
25
|
80
|
⊙ 직관길이 2 + 2+ 0.1+0.1 + 0.3 = 4.5m
⊙ 직류티(25×25×25A)1개 ×0.27=0.27m
⊙ 엘보( 90˚) 3개 × 0.9 = 2.7m
⊙ 리듀셔 (25×15A) : 1개 × 0.54 = 0.54 m
⊙ 소계 8.01 m
|
8.01×39.82/100 = 3.1895
|
|
합 계
|
3.9741m
|
|||
△P : 낙차환산압력 + 배관 및 관부속품의 마찰손실 환산압력
낙차 : 0.1+ 0.1 - 0.3 = -0.1 [m]
△P = -0.1 + 3.7941 = 3.8941 [m] = 0.038941 [MPa] ≒ 0.0387 MPa
∴ 헤드의 방수압력 P = 0.15 - 0.0387 = 0.1113 [MPa]
[해설] 폐쇄형 스프링클러설비
A점에서의 헤드 방사압력
P = H점에서의 압력 - △P (낙차환산압력 + 배관 및 관부속품의 마찰손실수도환산압력)
가. H점에서의 압력 : 조건 ① 에서 0.15 MPa
나. 낙차
◈ 수직배관만 적용
◈ 펌프방식이므로 물이 위로 흐를 때에는 +, 아래로 흐를 때는 - 이다.
∴ 낙차 = 0.1 m + 0.1 m - 0.3 m = - 0.1 m
※ 이하 배관 및 관부속품의 마찰손실수두, 방사압력 계산은 문제풀이와 같다.
[참고] 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 산출
※ 직류 티 · 분류(측류) 티
가. H ~ G 구간
◈ 호칭구경 : 50A
◈ 직관 및 등가길이 - 직관 : 3,000㎜ = 3m
- 관부속품 ⊙ 티(직류) : 1개 × 0.6m = 0.6 m
⊙ 리듀셔(50×40A) : 1개 × 1.2m = 1.2m
◈ 소계(등가길이) : 3m + 0.6m + 1.2m = 4.8 m
◈ 100m 당 마찰손실 : 조건 ④에서 1.68m / 100m 이다.
◈ 마찰손실수두 : 4.8 m × 1.68m / 100m = 0.0806m (조건 ③에서 소수점 4째자리까지 구하라고 하였으므로)
나. G ~ E 구간
◈ 호칭구경 : 40 A
◈ 직관 및 등가길이 - 직관 : 3,000 ㎜ + 100㎜ =3m + 0.1m = 3.1 m
- 관부속품 ⊙ 엘보(90°) : 1개 × 1.5m = 1.5 m
⊙ 티(분류) : 1개 × 2.1m = 2.1 m
⊙ 리듀셔(40A × 32A) : 1개 × 0.9 m = 0.9 m
◈ 소계 (등가길이) : 3.1 m + 2.1 m + 0.9 m = 7.6 m
◈ 100 m 당 마찰손실 : 조건 ④에서 5.4 m / 100 m 이다.
◈ 마찰손실수두 : 7.6 m × 5.4 m / 100 m = 0.4104 m
다. E ~ D 구간
◈ 호칭구경 32A
◈ 직관 및 등가길이 - 직관 : 1,500㎜ = 1.5 m
- 관부속품 ⊙ 티(직류) : 1개 × 0.36 m = 0.36 m
⊙ 리듀셔(32×25A) : 1개 × 0.72 m = 0.72 m
◈ 소계 (등가길이 합계) : 1.5 m + 0.36 m + 0.72 m = 2.58 m
◈ 100m 당 마찰손실 : 조건 ④ 에서 11.38 m / 100 m 이다.
◈ 마찰손실수두 : 2.58 m × 11.38 m / 100 m = 0.293 m
라. D ~ A 구간
◈ 호칭구경 : 25 A
◈ 직관 및 등가길이
▶ 직관 : 2,000㎜ + 2,000㎜ + 100 ㎜ + 100 ㎜ + 300 ㎜ = 2 m + 2 m + 0.1 m + 0.1 m + 0.3 m = 4.5 m
▶ 관부속품 ⊙ 엘보 (90°) : 3개 × 0.9 m = 2.7 m
⊙ 티(직류) : 1개 × 0.27 m = 0.27 m
⊙ 리듀셔 (25 A × 15 A) : 1개 × 0.54 m = 0.54 m
▶ 소계 (등가길이 합계) : 4.5 m + 0.27 m + 2.7 m + 0.54 m = 8.01 m
◈ 100 m 당 마찰손실 : 조건 ④ 에서 39.82 m / 100 m 이다.
◈ 마찰손실수두 : 8.01 m × 39.82 m / 100 m = 3.1895 m
#스프링클러 #관부속품 #엘보 #직류티 #분류티 #헤드 #리듀셔 #마찰손실수두 #호칭구경
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