아낌없이 주는 나무

▣ 액체 비중의 기준이 되는 물(H2O)의 밀도는 다음과 같다.​

4. 비중량(specific weight)이란 무엇인가 ?

▣ 비중량은 밀도의 개념을 무게에 적용시킨 것이다. 여기서 비(specific)는 단위라는 말로 숫자 "1"을 의미한다. 즉, 체적

     "1" 단위당 무게 또는 단위 부피당 중량을 말한다. 또한 비중량은 밀도가 받는 중력에 의한 힘이라 할 수 있으므로 비중

     량은 밀도 × 중력가속도로 나타낼 수 있다. 무게는 질량과 중력가속도의 곱이므로 마찬가지로 비중량은 밀도 × 중력가

     속도가 된다. 4[℃] 물의 비중량은 물의 밀도 1,000 [㎏/㎥] × 중력가속도가 되므로 1,000 [㎏f/㎥]가 된다.​​

수은의 비중량은 수은의 비중은 13.6 으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

수은의 비중량 = 수은의 비중 × 물의 비중량​

5. 비체적(specific volume)이란 무엇인가 ?

▣ 비체적(specific volume)은 단위 질량당 체적(부피)를 말한다. 수식은 비체적 = 부피 (V) / 질량 (m)이다. 밀도와

     역수 관계에 있다. 유체역학이나 열역학에 자주 등장하는 단위이므로 숙지하는 것이 필요한다.

7. 압력, 방수압, 방사압, 토출압

▣ 압력, 방수압, 방사압, 토출압은 압력의 여러 표현방법이며 압력은 단위 면적당 작용하는 힘을 말한다.

     수식으로 압력 = 힘 / 면적으로 표현한다. 기호로는 P를 쓰며 단위로는 N/㎡, kgf/㎡를 쓴다.​

8. 수두, (전)양정, 높이 (H)

▣ 에너지 보존법칙과 베르누이 법칙에서 위치에너지를 말한다. 위치에서는 특정 위치가 갖는 일할 수 있는 능력 즉 에너지

    를 말하며 위치에너지는 중력가속도와 높이의 곱으로 나타낸다. 그러나 표현의 편의상 소방유체에서는 중력가속도를

    생략하고 높이만으로 위치에너지를 표현한다.

    수두, 양정 = 중력가속도 × 높이 ⇒ 간략히 높이 [m]

​

9. 중력가속도

▣ 지구가 물체를 끌어 당기는 힘을 산정하기 위한 상수를 말한다. 기호는 g를 쓰고 단위는 가속도 이므로 m/sec2이고

      값은 9.8 m/sec2 이다.

​

10. 체적, 부피 (v) : 단위 [㎥]

​

11. 질량 [㎏], 무게 [㎏f]

​

12. 분자량 (M) : CO2 : 44 , 할론 : 148.95

13. 온도 (T)

  ▣ 섭씨 : 물이 어는 점을 0[℃] 끓는 점을 100 [℃]로 하고 이들 간격을 백등분 한 것.   단위 : ℃

  ▣ 화씨 : 물의 어는 점을 32 [˚F], 끓는 점을 212 [˚F]로 하여 이들을 180 등분 한 것.    단위 : ˚ F

  ▣ 절대온도 [ ˚ K = 273 + ℃ ]

  ▣ 섭씨 온도와 화씨 온도의 변환​​

14. 기체 상수 (R) : 8.31385 [N·m/kmol ·K]

  ※ 압력단위가 atm일 경우 (0.082 atm · ㎡/kmol · K]​

   ※ 고온, 저압의 기체는 일반적으로 이상기체방정식에 따른다.

        기체 1몰은 0[℃], 1기압 (1atm)에서 22.414 [ℓ] 이므로 기체상수를 다음과 같이 구할 수 있다.

   ※ 표준온도와 압력 (standard temperature & pressure : STP) : 0[℃], 1[atm]

        STP에서 실체 기체 ≒ 이상기체, 이 때 1[mol]의 기체 부피는 22.414 [ℓ]이다.​

19. 구경, 관경, 내경, 직경 (D) : [m, ㎜]

​

20. 유속, 속도 (v, u) : [m/s]

​

21. 각종 계수 (C) : 유량 계수 등

​

22. 동력 (P)

▣ 동력을 일률과 같다. 단위는 [J/s], [W] 를 쓴다.

  ⊙ 1[HS] = 0.746 [kW]

  ⊙ 1[PS] = 0.735 [kW]

​

23. 효율 [η]

▣ 효율은 입력 대비 출력을 말한다.​

24. 전달계수 (K)

 ▣ 전달계수는 에너지 변환과정에서 손실을 감안하여 여유율을 두는 정도이다.

   ⊙ 전동기의 경우 통상 1.1 ~ 1.2 정도의 여유률을 둔다.

​

25. 전압, 정압 (P)

 ▣ 유체가 정지해 있을 때 또는 등속도 운동을 할 때의 압력을 정압이라고 한다.

   ⊙ 기호로는 P를 쓰고 단위로는 [㎜Aq, ㎜H2O] 등을 쓴다.

​

26. 마찰손실계수 (f)

 ▣ 유체의 입자간의 충돌 등 입자의 운동에 의한 손실율을 나타내는 계수를 말한다.

​

27. 길이 (L) : [m, ㎜]

​

28. 조도 (C) : 관 등의 거칠기 등을 말한다.

​

29. 회전수 (N) : [rpm, rps]

​

#밀도 #질량 #중량 #비중 #비중량 #비체적 #압력 #중력가속도 #체적 #기체상수

#체적유량 #질량유량 #중량유량 #마찰손실계수

▣ 파스칼의 원리

⊙ 정지한 유체 내의 모든 위치에서 압력은 방향에 관계없이 항상 같으며, 유체 면에 직각으로 작용한다는 원리이다.​

▣ 연속방정식 (Law of continuity)

   ⊙ 관 속에서 유체가 가득 차서 흐른다면, 단위 시간에 단면 A1을 통과하는 중량유량은 단면 A2를 통과하는 중량 유량과

        같다.

▣ 공압의 특성

▣ 유압의 특성

23. 공기의 상태 변화에서 압력이 일정할 때 체적과 온도와의 관계를 설명한 법칙은 무엇인가 ? [17-2]

   ① 보일의 법칙         ② 샤를의 법칙          ③ 연속의 법칙           ④ 보일 샤를의 법칙

​

24. Boyle - Charles의 법칙의 설명으로 잘못된 것은 ? [17-4]

   ① 압력이 일정하면 일정량의 공기의 체적은 절대온도에 정비례한다.

   ② 온도가 일정할 때 주어진 공기의 부피는 절대온도에 반비례한다.

   ③ 온도가 일정하면 일정량의 기체 압력과 체적의 곱은 항상 일정하다.

   ④ 일정량의 기체의 체적은 압력에 반비례하고 절대온도에 정비례한다.

​

[해설] ㉠ 보일의 법칙 : 온도가 일정하면 일정량의 기체의 압력과 체적의 곱은 항상 일정하다. P1 · V1 = P2 · V2

          ㉡ 샤를의 법칙 : 압력이 일정하면 일정량의 기체의 체적은 절대온도에 정비례한다.

​

25. 다음 설명에 해당하는 이론은 ? [18-1]

   ① 연속의 법칙         ② 베르누이 정리           ③ 파스칼의 원리              ④ 보일 - 샤를의 법칙

​

[해설] 베르누이의 정리

     여기서, v : 유체의 유속, g : 중력가속도, P : 유체의 압력, γ : 비중량,  Z : 유체의 위치 에너지

​

26. 다음 설명에 해당되는 법칙은 [15-4, 20-4]

​

   ① 랜쯔의 법칙         ② 보일의 법칙           ③ 샤를의 법칙           ④ 연속의 법칙

​

[해설] 연속의 방정식 Q = A · v

​

27. 연속의 법칙을 설명한 것 중 잘못된 것은 어느 것인가 ? [18-2]

   ① 질량 보존의 법칙을 유체의 흐름에 적용한 것이다.

   ② 관내의 유체는 도중에 생성되거나 손실되지 않는다는 것이다.

   ③ 점성이 없는 비압축성 유체의 에너지 보존 법칙을 설명한 것이다.

   ④ 유량을 구하는 식에서 배관의 단면적이나 유체의 속도를 구할 수 있다.

​

28. 다음 중 출력이 가장 큰 제어 방식은 어느 것인가 ? [18-1]

   ① 기계 방식         ② 유압 방식          ③ 전기 방식               ④ 공기압 방식

​

29. 공기압의 특징으로 옳은 것은 ? [19-2]

   ① 응답성이 우수하다.                               ② 윤활 장치가 필요 없다.

   ③ 과부하에 대하여 안전하다.                   ④ 균일한 속도를 얻을 수 있다.

​

[해설] 공압은 압축성 등의 이유로 과부하에 대한 안정성이 보장된다.

​

30. 다음 중 공압 장치의 장점으로 잘못된 것은 ? [12-4]

   ① 압축 공기의 에너지를 쉽게 얻을 수 있다.           ② 인화의 위험성이 없다.

   ③ 제어 방법 및 취급이 간단하다.                           ④ 균일한 속도를 얻을 수 있다.

​

31. 다음 중 공압의 특성으로 맞는 것은 어느 것인가 / [07-4]

  ① 인화의 위험이 없다.                     ② 작업속도가 느리다.

  ③ 온도의 변화에 민감하다.              ④ 저속에서 균일한 속도를 얻을 수 있다.

​

[정답]    25. ②      26. ④         27. ③        28. ②       29. ③       30. ④          31. ①

​

32. 압축 공기의 특성을 설명한 것 중 잘못된 것은 ? [17-2, 17-4]

   ① 압축 공기는 비압축성이다.                             ② 압축 공기는 저장하기 편리하다.

   ③ 압축공기는 폭발 및 화재 위험이 없다.           ④ 압축공기는 온도 변화에 따른 특성 변화가 적다.

​

[해설] 공기는 압축성 에너지로 위치 제어성이 나쁘다.

​

33. 다음 중 공압이 유압에 비해 갖는 장점은 어느 것인가 ? [15-2, 18-4]

   ① 공기의 압축성을 이용하여 많은 에너지를 저장할 수 있다.

   ② 유압에 비해 큰 압력을 이용하므로 큰 힘을 낼 수 있다.

   ③ 저속 (50㎜/sec 이하)에서 스택 - 슬립 현상이 발생하여 안정된 속도를 얻을 수 있다.

   ④ 유압 보다 공기 중의 수분의 영향을 덜 받는다.

​

[해설] 공기는 압축성 에너지로 에너지 축적이 매우 좋다.

​

34. 유압의 특징으로 잘못된 것은 ? [06-4, 20-4]

   ① 온도와 점도에 영향을 받지 않는다.                    ② 공기압에 배해 큰 힘을 낼 수 있다.

   ③ 작동체의 속도를 무단 변속할 수 있다.               ④ 방청과 윤활이 자동적으로 이루어진다.

​

[해설] 온도와 점도에 가장 큰 영향을 받는다.

​

35. 다음 중 유압의 장점을 설명한 것으로 맞는 것은 ? [09-4]

   ① 공압 보다 작동 속도가 빠르다.                            ② 압력에 대한 출력의 응답이 빠르다.

   ③ 전기 회로에 비해 구성 작업이 용이하다.             ④ 외부 누설과 관계 없다.

​

[해설] 유압의 장점은 크기에 비해 큰 힘의 발생, 부하와 무관한 정밀한 운동, 큰 부하 상태에서의 시동이 가능하다.

​

36. 다음 유압의 특징에 관한 설명 중 잘못된 것은 ? [14-2]

  ① 에너지의 변화 효율이 공압 보다 나쁘다.          ② 속도 제어가 우수하다.

  ③ 큰 출력을 낼 수 있다.                                        ④ 작동속도가 공압에 비해 늦다.

37. 다음 중 유압 장치의 특징으로 잘못된 것은 어느 것인가 ? [08-4, 10-4, 15-2]

  ① 소형 장치로 큰 출력을 얻을 수 있다.                   ② 무단 변속이 가능하고 정확한 위치 제어를 시킬 수 있다.

  ③ 전기, 전자의 조합으로 자동 제어가 가능하다.    ④ 인화의 위험이 없다.

​

38. 유공압의 특징으로 옳은 것은 ? [11-4]

   ① 순간 역전 운동이 불가능하다.               ② 무단 변속제어가 가능하다.

   ③ 유지 보수나 작동이 복잡하다.               ④ 과부하에 대한 안전장치가 받드시 필요하다.

​

[해설] 유공압 시스템은 제어의 용이성과 정확도, 힘의 증폭, 일정한 힘과 토크, 단순성, 안전성, 경제성에서 이점이 있을 뿐

           만 아니라, 순간 역전 운동, 과부하에 대한 자동 보호, 무단 변속 제어의 특징이 있다.

​

[정답]    32. ①       33. ①       34. ①       35. ②       36. ①       37. ④         38. ②

​

39. 다음 중 공유압의 원리 설명 중 옳지 않은 것은 ? [07-4]

   ① 여러 대의 유압 장치를 구동하는 경우 공동의 펌프로 유압 에너지를 제공한다.

   ② 가압 유체의 흐름의 방향을 제어하는 곳에 방향 제어 밸브를 사용한다.

   ③ 가압 유체의 속도 조절에는 유량 제어 밸브를 사용한다.

   ④ 가압 유체의 에너지 변환에는 액추에이터를 사용한다.

​

40. 다음 중 공유압에 대한 설명으로 옳은 것은 ? [16-2]

   ① 기름 탱크는 유압 에너지를 저장한다.

   ② 공압 신호의 전달 속도는 1,000 m/s 이상이다.

   ③ 공압은 압축성을 이용하여 많은 공압 에너지를 저장할 수 있다.

   ④ 공압은 압축성이기 때문에 20 m/s 이하의 저속이 가능하다.

​

41. 공유압 시스템의 특징에 대한 설명 중 잘못된 것은 ? [19-1]

   ① 공업은 환경오염의 우려가 없다.

   ② 유압은 공압보다 작동 속도가 빠르다.

   ③ 유압은 소형 장치로 큰 출력을 낼 수 있다.

   ④ 공압은 초기 에너지 생산 비용이 많이 든다.

​

[해설] 유압은 전기, 기계, 공압 보다 작동 속도가 느리다.

​

[정답]    39. ①          40. ③              41. ②

​

#파스칼 #베르누이 #연속방정식 #비중량 #밀도 #비체적 #공압 #유압 #공유압 #압력

#표준대기압 #절대압력 #진공 #유체 #압축성 #보일의법칙 #샤를의법칙 #벤츄리

#레이놀즈수 #토리첼리 #응답속도

1. 물의 밀도

   물의 밀도 ρ : 1,000 ㎏/㎥ = 1,000 N · s2 /m4

2. 물의 비중량

   γ = ρ · g

   여기서, γ : 물의 비중량 (9,800 N/㎥ = 9.8 KN · s2 /m4)

                ρ : 물의 밀도 (1,000 ㎏/㎥ = 1,000 N · s2 /m4)

                g : 중력 가속도 (9.8 m/s2)

3. 비체적 (밀도의 역수)​

          여기서, Vs : 비체적 [㎥/㎏]

                       m : 질량 [㎏]

                       V : 체적 [㎥]

4. 압력

      P = γ H = ρ g H

      여기서, P : 압력 [Pa = N/㎡]

                   γ : 물의 비중량 (9,800 N/㎥ = 9.8 KN · s2 /m4)

                   ρ : 물의 밀도 (1,000 ㎏/㎥ = 1,000 N · s2 /m4)

                   H : 높이 (수두) [m]

                   g : 중력가속도 (9.8 m/s2)

        P = γ1 · h1 = γ2 · h2 [Pa, N/㎡]

        여기서, γ1 : 수은의 비중량 (133,280 [N/㎥])

                      h1 : 수은주의 높이 [m]

                      γ2 : 물의 비중량 (9,800 [N/㎥])

                      h2 : 수주의 높이 [m]

​

5. 이상기체상태방정식​

         여기서, P : 절대압력 [Pa = N/㎡]

                      V : 체적 [㎥]

                      n : 몰수

                      W : 질량 [㎏]

                      M : 분자량 (CO2 : 44, 할론 : 148.95)

                      R : 기체상수 (8,313.85 N·m/kmol · K),

                            압력단위가 atm일 경우 (0.082 atm·㎥/kmol ·K)

​

6. 압력단위 환산

7. 유량

   ① 체적 유량 : Q = A1 · v1 = A2 · v2 [㎥/s] : [㎡] × [m/s]

   ② 질량 유량 : M = ρ · A1 · v1 = ρ · A2 · v2 = ρ · Q [㎏/s] : [㎏/㎥] ×[㎡]×[m/s]

   ③ 중량 유량 : M = γ · A1 · v1 = γ · A2 · v2 = γ · Q [N/s] : [N/㎥] ×[㎡]×[m/s]​

                         ρ : 물의 밀도 (1,000㎏/㎥ = 1,000 N·s/m4)

                         γ : 물의 비중량 (9,800 N/㎥ = 9.8 kN/㎥)

   ※ 유량계수가 주어지면 곱할 것

​

8. 벤츄리미터 유량​​​

​

      여기서, Q : 유량 [㎥/s], Cv : 속도계수, D1, D2 : 구경 [m], A : 배관 단면적 [π/4·D2[㎡])

                   g : 중력 가속도 (9.8 m/s2)

                   γs : 액주계 내 수은의 비중량 (13.6 × 9,800 N/㎥)

                   γw : 배관내 물의 비중량 (9,800 N/㎥)

                   △H : 높이 [m]

        ※ 벤츄리미터 유속 : 위 식에서 배관 단면적(A)만 제외하면 유속을 구하는 식이 된다.​​​

9. 피토정압관 유속​

   여기서, v : 유속 [m/s], C : 유량계수

                g : 중력가속도 (9.8 m/s2 (조건에 따라 9.81 등 달라질 수 있다.)

                S : 피토관 내 수은의 비중 (13.6), Sw : 배관내 물의 비중(1))

10. 유량​

          여기서, Q : 유량 [ℓ/min], d : 구경 [㎜], P : 방수압 [MPa]

​

11. 다지관의 유량

        Q = Q1 + Q2

        여기서, Q =A · v : 전체 유량 [㎥/s]

                     Q1 = A1 · v1 : 병렬 배관 유량 [㎥/s]

                     Q2 = A2 · v2 : 병렬 배관 유량 [㎥/s]

   ※ 유량 단위 정리​​

1. 할론 1301 소화설비의 전역방출방식과 국소방출방식에 대하여 설명하시오. [4점] ★★

[답안작성]

 ① 전역방출방식 : 고정식 할론 공급장치에 배관 및 분사헤드를 고정 설치하여 밀폐 방호구역내에 할론을 방출하는 설비

 ② 국소방출방식 : 고정식 할론 공급장치에 배관 및 분사헤드를 설치하여 직접 화점에 할론을 방출하는 설비로 화재 발생

                               부분에만 집중적으로 소화약제를 방출하도록 설치하는 방식

[해설] 할론 소화설비의 방출방식

 ① 전역방출방식 : 고정식 할론 공급장치에 배관 및 분사헤드를 고정 설치하여 밀폐 방호구역내에 할론을 방출하는 설비

 ② 국소방출방식 : 고정식 할론 공급장치에 배관 및 분사헤드를 설치하여 직접 화점에 할론을 방출하는 설비로 화재 발생

                               부분에만 집중적으로 소화약제를 방출하도록 설치하는 방식

 ③ 호스릴 방식 : 분사헤드가 배관에 고정되어 있지 않고 소화약제 저장용기에 호스를 연결하여 사람이 직접 화점에 소화

                            약제를 방출하는 이동식 소화설비

​

2. 다음 그림은 할론 소화설비를 나타낸 것이다. 그림의 방출방식의 종류를 쓰고 해당 방출방식에 대하여 설명하시오. [4점]

     ★★★★

   ① 방출방식             ② 설명

[답안작성]

  ① 방출방식 : 전역방출방식

  ② 설명 : 고정식 할론 공급장치에 배관 및 분사헤드를 고정 설치하여 밀폐 방호구역내에 할론을 방출하는 설비

​

3. 다음 그림은 할론 소화설비의 배치도이다. 그림의 조건에 적합하도록 체크밸브를 도시하시오. (단, 저장용기와 집합관

     사이의 연결배관에는 체크밸브가 설치되어 있다.) [5점]  ★★★★★

[조건]

[답안작성]

[해설] 가스체크밸브 (Gas check valve)

  ▣ 소화약제의 역류 방지 기능

    ⊙ 화살표 방향으로 가스가 흐르며, 화살표 반대방향으로 역류가 방지된다.

​

4. 다음의 미완성 도면은 할론 1301을 이용한 할론 소화설비의 계통도이다. 이 계통도를 완성하시오. [8점] ★★★★★

[답안작성]

[해설] 할론 소화설비 계통도

  ① 기동용기 솔레노이드(전자개방밸브(솔레노이드 밸브)) : 감지기 또는 수동조작반의 신호를 받아 기동용 가스용기 또는

       저장용기를 개방시키는 밸브

  ② 압력스위치 : 소화약제 방출시 가스압력에 의해 작동되어 제어반에 신호를 보내 방출표시등이 점등된다.

  ③ 안전장치 (집합관 설치용 안전밸브) : 집합관 (소화약제 저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브 사이에 설치되는 배관)에

       설치되어 배관 및 밸브류 등이 이상고압에 의해 파손되는 것을 방지한다.

  ④ 릴리프 밸브 (기동용 가스용기 설치용 안전밸브) : 기동용 가스용기에 설치되어 배관 및 밸브류 등이 이상고압에 의해

        파손되는 것을 방지한다. 문제의 범례에서 릴리프 밸브는 수계소화설비용이지만 릴리프 밸브 = 안전밸브이므로

        본 문제에서는 가스계 안전밸브로 볼 것

  ⑤ 가스체크밸브 : 소화약제의 역류방지 기능

​

5. 할론 소화설비에 관한 다음 각 물음에 답하시오. [8점] ★★★

  가. 할론 2402 소화약제를 구성하는 원소기호를 쓰시오.

  나. 할론 소화약제 중 대표적인 소화약제로서 이산화탄소에 비해 저농도로 사용할 수 있는 소화약제를 쓰시오.

  다. 다음 ( )안에 알맞은 말을 쓰시오.

    ⊙ 가압용 가스용기는 질소가스가 충전된 것으로 하고, 그 압력은 21 ℃ 에서 ( ① ) MPa 또는 ( ② ) MPa 이 되도록 하여

         야 한다.

    ⊙ 가압식 저장용기에는 ( ③ ) MPa 이하의 압력으로 조정할 수 있는 압력 조정장치를 설치하여야 한다.

    ⊙ 하나의 구역을 담당하는 소화약제 저장용기의 소화약제량의 체적 합계보다 그 소화약제 방출시 방출경로가 되는

         배관 (집합관 포함)이 내용적의 ( ④ ) 이상일 경우에는 해당 방호구역에 대한 설비는 별도 독립방식으로 하여야 한다.

[답안작성]

  가. 할론 2402 소화약제의 구성 원소 기호 : C, F, Br

  나. 할론 소화약제 중 저농도로 사용하는 대표적인 소화약제 : 할론 1301  

  다. ( ) 안에 들어갈 알맞은 말

     ① 2.5           ② 4.2            ③ 2                ④ 1.5

[해설] 할론 소화설비

  가. 할론 소화약제

※ 할론 소화약제 명명법

나. 할론 소화약제의 특징

  ① 할론 1301

    ㉠ 상온에서 기체 상태이므로 액화시켜 액상으로 저장하여 사용한다.

    ㉡ 할론소화약제중 대표적인 소화약제로 이산화탄소에 비해 저농도로 사용할 수 있다.

    ㉢ 열분해시 HF 등 미량의 독성물질이 발생되나 인체에 대한 안전성은 높은 편이다.

    ㉣ 전역방출방식 등 고정식 설비에 주로 사용된다.

  ② 할론 1211

    ㉠ 증기압이 낮아 낮은 압력에서도 액화시켜 저장할 수 있다.

    ㉡ A,B,C급 소화기에 주로 사용된다.

  ③ 할론 2402

    ㉠ 상온에서 액상으로 증기의 비중이 크며 독성이 강하다.

    ㉡ 소화약제가 액상이므로 가압식으로 사용한다.

    ㉢ 플루팅루프 탱크 (Floating roof tank) 등 옥외 위험물 탱크시설과 같은 옥외시설물에 국한되어 사용한다.

다. 저장용기의 설치기준

  ① 할론 소화설비의 수치

[해설] 소화약제량

가. 소화약제량​​

나. 방출가스량​

               여기서, V : 방출가스량 [㎥], O2 : 산소(O2)의 농도 [%]

다. 할론 농도 [%]​

          여기서, O2 : 산소(O2)의 농도 [%]

​

7. 주차장에 1 ㎥ 당 0.52 ㎏의 할론 1301 소화약제를 방사하였을 경우 소화약제의 농도는 몇 [%] 인가 ? (단, 비체적은

     0.162 ㎥/㎏ 이며 무유출일 경우이다.) [4점] ★★★

[문제풀이]

 ◈ 비체적이 0.162 ㎥/㎏ 이므로 1 ㎥ 당 방사되는 소화약제 가스량은 다음과 같다.

    ⊙ 1㎥당 방사되는 소화가스량 = 소화약제 방사량 ㎏ × 비체적 ㎥/㎏  = 0.52 ㎏/㎥ × 0.162 ㎥/㎏ = 0.084 ㎥​

8. 전역방출방식의 할론 소화설비 헤드 1개당 분구면적이 1 ㎠, 헤드 방출량이 2 ㎏/s·㎠, 헤드 개수가 5개 일 때, 약제 소요

     량 [㎏]을 구하시오. [3점] ★★★★★

[문제풀이]

  ▣ 소요약제량 = 분구면적 [㎠] × 방사량 [㎏/s·㎠] × 방사시간 [s] × 헤드개수  = 1 ㎠ × 2 ㎏/s·㎠·개 × 10 s × 5개 = 100 ㎏

[해설] 설비별 약제 방사시간

9. 할론 소화설비를 설계하려고 한다. 방출률이 2 ㎏/㎠·2min 이고, 방출노즐의 분구면적이 1 ㎠, 약제방출 노즐은 5개,

    방사시간은 30초 일 때 소요약제량 [㎏]을 구하시오.  [3점] ★★★★★

[문제풀이]

  ▣ 소요약제량 [㎏] = 분구면적 [㎡] × 방출률 [㎏/㎠·2min] × 노즐개수 × 방사시간 [s]

                                 = 1㎠ × 2㎏/㎠·2min × 5개 × 1/4 (2분의 1/4) = 2.5 ㎏

[해설] 소화약제량 (소요약제량)

  ▣ 소요약제량 [㎏] = 분구면적 [㎡] × 방출률 [㎏/㎠·s] × 노즐개수 × 방사시간[s]

       ∴ 소요약제량 = 2 ㎏/㎠·2min × 1 ㎠ × 5개 × 30 s  = 2㎏/㎠·120 s × 1 ㎠ × 5개 × 30 s

                              = (2 ㎏/㎠ × 1 ㎠ × 5개 × 30 s) / 120 s = 2.5 ㎏

​

10. 다음 도면과 같은 방호대상물에 할론 1301 소화설비를 설계하려고 한다. 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [

      [13점] ★ ★ ★ ★ ★

[조건]

  ① 건물의 층고는 5m이다.

  ② 약제방출방식은 전역방출방식이다.

  ③ 개구부는 자동폐쇄장치가 설치되어 있다.

  ④ A, C실의 기본약제량은 0.33 kg/㎥ 이다.

  ⑤ B, D실의 기본약제량은 0.52 kg/㎥ 이다.

  ⑥ 약제저장용기는 50kg/병 이다.

가. 각 실의 소화약제 저장량과 저장용기수를 구하시오.

나. 할론 1301 소화설비의 Isometric Diagram을 설계하시오.

    (단, 도시기호는

[문제풀이]

 가. 각 실의 소화약제량과 저장용기수

  ① A실

    ⊙ 소화약제량 = (6m × 5m × 5m) × 0.33 ㎏/㎥ = 49.5 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 49.5 ㎏ / 50 ㎏ = 0.99 ≒ 1병

  ② B실

    ⊙ 소화약제량 = (10m × 5m × 5m) × 0.52 ㎏/㎥ = 130 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 130 ㎏ / 50 ㎏ = 2.6 ≒ 3병

  ③ C실

    ⊙ 소화약제량 = (6m × 6m × 5m) × 0.33 ㎏/㎥ = 59.4 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 59.4 ㎏ / 50 ㎏ = 1.188 ≒ 2병

  ④ D실

    ⊙ 소화약제량 = (12m × 7m × 5m) × 0.52 ㎏/㎥ = 218.4 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 218.4 ㎏ / 50 ㎏ = 4.386 ≒ 5병

 나. 할론 1301 소화설비의 Isometric Doagram을 설계하시오.

[해설] 할론 소화설비의 소화약제 저장량 및 저장용기수 · Isometric Diagram

 가. 할론 소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량

   ▣ 소화약제저장량 [㎏] = 방호구역 체적 [㎥] × 소화약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡]  × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

나. 저장용기수​

다. 저장용기실에 설치하여야 할 저장용기수는 각 방호구역의 저장용기수 중 가장 많은 것을 적용하므로 D실의 5병을 선정

      하여 저장용기실의 Isometric Diagram을 설계한다.

  ① 할론 저장용기 : 할론 소화약제를 저장하는 용기 (고압식)

  ② 기동용기 : 솔레노이드 밸브에 의해 개방되어 선택밸브 및 소화약제 저장용기를 개방시킨다.

  ③ 선택밸브 : 화재가 발생한 방호구역에만 소화약제가 방출될 수 있도록 하는 밸브

  ④ 안전밸브 : 집합관에 설치되어 배관 및 밸브류 등이 이상 고압에 의해 파손되는 것을 방지한다.

  ⑤ 집합관 : 소화약제 저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브 사이에 설치되는 배관

​

11. 다음 도면과 같은 통신기기실에 할론 1301 소화설비를 설계하려고 한다. 다음 조건을 참조하여 물음에 답하시오.

      [10점] ★★★★★

[조건]

  ① 건물의 층고 (높이)는 4m이다.

  ② 약제방출방식은 전역방출방식이다.

  ③ 약제는 할론 1301 을 사용한다.

  ④ 약제용기의 내용적은 68 ℓ 로 하고 충전비는 1.36 이다.

  ⑤ 방호대상물에는 자동폐쇄장치가 전부 설치되어 있다.

가. 방호구역상 필요한 저장용기의 수량을 각 실별로 산출하시오.

   ① A실         ② B실       ③ C실           ④ D실         ⑤ E실

나. 저장용기실에 설치하여야 할 최소 용기수는 몇 개인가 ?

[문제풀이]

 가. 각 실별 소화약제 저장용기수

  ① A실

    ⊙ 1병당 저장량 [㎏] = 내용적 [ℓ] / 충전비 [ℓ/㎏] = 68 ℓ / 1.36 [ℓ/㎏] = 50 ㎏

    ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = (13m × 10 m × 4 m) × 0.32 [㎏/㎥] = 166.4 ㎏

        ∴ 저장용기수 = 166.4 ㎏ / 50 ㎏ = 3.328 ≒ 4병

  ② B실

    ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = (13m × 5 m × 4 m) × 0.32 [㎏/㎥] = 83.2 ㎏

        ∴ 저장용기수 = 83.2 ㎏ / 50 ㎏ = 1.664 ≒ 2병

  ③ C실

    ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = (13m × 5 m × 4 m) × 0.32 [㎏/㎥] = 83.2 ㎏

        ∴ 저장용기수 = 83.2 ㎏ / 50 ㎏ = 1.664 ≒ 2병

  ④ D실

    ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = (10m × 10m × 4 m) × 0.32 [㎏/㎥] = 128 ㎏

        ∴ 저장용기수 = 128 ㎏ / 50 ㎏ = 2.56 ≒ 3병

  ⑤ E실

       ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = [(30m × 15m - 10m ×10m) × 4 m] × 0.32 [㎏/㎥]  = 832 ㎏

         ∴ 저장용기수 = 832 ㎏ / 50 ㎏ = 16.64 ≒ 17병

나. 저장용기실에 설치하여야 할 저장용기수 : 17병

[해설] 할론 소화설비의 저장용기수

 가. 할론 소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량

   ▣ 소화약제저장량 [㎏] = 방호구역 체적 [㎥] × 소화약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡]  × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

     ◈ 할론 소화설비 체적 1㎥ 당 소화약제량 및 개구부 가산량

나. 충전비​

다. 저장 용기수​

12. 어느 건물에 다음 도면과 같이 할론 소화설비를 설치하려고 한다. 도면 및 주어진 조건을 참조하여 다음 각 물음에 답하

       시오. [12점] ★★★★

[조건]

  ① 건물의 층고는 5m 이다.

  ② 저장용기 1병에 대한 소화약제의 저장량은 50 kg이다.

  ③ A, C실의 기본약제량은 0.32 ㎏/㎥ 이다.

  ④ B, D실의 기본약제량은 0.52 ㎏/㎥ 이다.

  ⑤ Isometric Diagram 작성시 다음의 기호를 사용할 것

가. 각 실의 약제 소요량과 용기수를 산출하시오.

   ① A실      ② B실         ③ C실          ④ D실

나. Isometric Diagram을 작도하시오. (단, 반드시 각을 잡아서 작도를 할 것)

[문제 풀이]

 가. 각 실의 약제 소요량과 저장용기수

  ① A실

    ⊙ 약제 저장량 = (5m × 15 m × 5 m) × 0.32 ㎏/㎥ = 120 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 120 ㎏ / 50 ㎏ = 2.4 ≒ 3병

  ② B실

    ⊙ 약제 저장량 = (5m × 10 m × 5 m) × 0.52 ㎏/㎥ = 130 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 130 ㎏ / 50 ㎏ = 2.6 ≒ 3병

  ③ C실

    ⊙ 약제 저장량 = (5m × 10 m × 5 m) × 0.32 ㎏/㎥ = 80 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 80 ㎏ / 50 ㎏ = 1.6 ≒ 2병

 ④ D실

    ⊙ 약제 저장량 = (5m × 5 m × 5 m) × 0.52 ㎏/㎥ = 65 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 65 ㎏ / 50 ㎏ = 1.3 ≒ 2병

 나. Isometric Diagram 작도

[해설] 할론 소화설비의 약제 소요량 · 용기수 · Isometric Diagram 작도

  가. 할론 소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량

    ▣ 소화약제저장량 [㎏] = 방호구역체적 [㎥] × 소화약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡]  × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

  나. 저장용기수​

 다. Isometric Diagram 작도

  ① 할론 실린더 (할론 저장용기) : 할론 소화약제를 저장하는 용기 (고압식)

  ② 기동용기 : 솔레노이드 밸브에 의해 개방되어 선택밸브 및 소화약제 저장용기를 개방시킨다.

  ③ 선택밸브 : 화재가 발생한 방호구역에만 소화약제가 방출될 수 있도록 하는 밸브

  ④ 가스체크밸브 : 소화약제의 역류 방지 기능

  ⑤ 안전밸브 : 집합관에 설치되어 배관 및 밸브류 등이 이상고압에 의해 파손되는 것을 방지한다.

  ⑥ 집합관 : 소화약제 저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브 사이에 설치되는 배관

  ⑦ 방사헤드 : 화재시 해당 방호구역에 소화약제를 방사한다.

​

13. 다음의 도면과 조건을 참조하여 방호구역 별로 소요되는 전역방출방식의 할론 소화설비에서 각 실의 분사헤드 1개 당

       방출량 [㎏/s]을 구하시오. [8점] ★★★★

[조건]

  ① 각 실의 층고는 5m이다.

  ② 저장용기 1병에 대한 소화약제의 저장량은 45 ㎏ 이다.

  ③ A, C실의 기본약제량은 0.32 ㎏/㎥ 이다.

  ④ B, D실의 기본약제량은 0.52 ㎏/㎥ 이다.

  ⑤ 방호구역은 4개 구역으로서 개구부는 무시한다.

  ⑥ 분사헤드의 수는 도면 수량기준으로 한다.

  ⑦ 방출량 [㎏/s] 계산시 약제용량은 적용되는 용기의 용량을 기준으로 한다.

가. A실         나. B실           다. C실              라. D실

[문제풀이]

 ▣ 각 실의 분사헤드당 방출량 [㎏/s]

  가. A실

    ① 소화약제 저장량 = (16m × 5m × 5m) × 0.32 ㎏/㎥ = 48 ㎏

    ② 저장용기수 = 48 ㎏ / 45 ㎏ = 1.066 ≒ 2병​

  나. B실

    ① 소화약제 저장량 = (12m × 7m × 5m) × 0.52 ㎏/㎥ = 218.4 ㎏

    ② 저장용기수 = 218.4 ㎏ / 45 ㎏ = 4.853 ≒ 5병​

  다. C실

   ① 소화약제 저장량 = (6m × 6m × 5m) × 0.32 ㎏/㎥ = 57.6 ㎏

   ② 저장용기수 = 57.6 ㎏ / 45 ㎏ = 1.28 ≒ 2병​

  라. D실

    ① 소화약제 저장량 = (10m × 5m × 5m) × 0.52 ㎏/㎥ = 130 ㎏

    ② 저장용기수 = 130 ㎏ / 45 ㎏ = 2.888 ≒ 3병​

#할론 #소화설비 #소화약제 #할론1301 #할론1211 #할론2402 #질소가스 #가압가스

#가스압력식 #방사압력 #비체적 #전역방출방식 #분구면적 #선택밸브 #Isometric

#Diagram #안전밸브 #가스체크밸브 #내용적 #방사헤드 #할론실린더

1. 다음 그림을 보고 각 물음에 답하시오. [8점] ★★★★★

  [조건]

   ① PA : 12.1 [kPa]

   ② PB : 11.5 [kPa]

   ③ PC : 10.3 [kPa]

   ④ 유량 : 5 [ℓ/s]

 (1) A지점의 유속 [m/s]을 구하시오.

 (2) C지점의 유속 [m/s]을 구하시오.

 (3) A지점과 B지점간의 마찰손실 [m]를 구하시오.

 (4) A지점과 C지점간의 마찰손실 [m]를 구하시오.

[풀이]

 (1) A지점의 유속 [m/s]을 구하시오.​

 (2) C지점의 유속 [m/s]을 구하시오.​

 (3) A지점과 B지점간의 마찰손실 [m]를 구하시오.

(4) A지점과 C지점간의 마찰손실 [m]를 구하시오.​

[해설] 베르누이 방정식

① 베르누이 방정식​

여기서, H : 전수두 (전양정) [m]

             P1, P2 : 압력 [Pa = N/㎡]

             γ : 물의 비중량 [9.8 kN / ㎥]

             v1, v2 : 유속 [m/s]

             g : 중력가속도 (9.8 [m/s2]

             Z1, Z2 : 위치 수두 [m]

            △H : 마찰손실수두 [m]

  ② 유량

           Q = A · v = π/4 · d2 · v

          여기서, Q : 유량 [㎥/s]

                       A : 배관의 단면적 [㎡] = π/4 · d2 [㎡]

                       v : 유속 [m/s]

                       d : 내경(안지름) [m]

​

2. 스프링클러 설비의 가압 송수장치에 대한 성능시험을 하기 위하여 오리피스로 시험한 결과 수은주의 높이가 500[㎜]로

     측정되었다. 이 오리피스를 통과하는 유량 [m/s]을 구하시오. (단, 수은의 비중은 13.6, 속도계수는 0.97 이고 중력가속

     도는 9.8 [m/s2] 이다.  [4점] ★★★★

[풀이]​

[해설] 벤츄리 미터 유량​

여기서, Q : 유량 [㎥/s]

             Cv : 속도계수

              A : 배관의 단면적 [㎡] = π/4 · d2 [㎡]

              A1, A2 : 내경 [m]

              g : 중력가속도 (9.8 [m/s2]

              γ2 : 수은의 비중량 (13.6 × 9.8 [kN/㎥]=133.28 [kN/㎥]=133,280[N/㎥]

              γ1 : 물의 비중량 (9.8 [kN/㎥]=9,800[N/㎥]

             △H : 수은의 높이차 [m]

3. 펌프성능시험을 하기 위하여 오리피스로 시험한 결과 수은주의 높이가 47[m]로 측정되었다. 이 오리피스를 통과한 유량

     [ℓ/s]을 구하시오. (단, 속도계수는 0.9이고, 수은의 비중은 13.6, 중력가속도는 9.81 [m/s]이다. [5점] ★★★

[풀이]​

[풀이]​

[해설] 벤츄리미터 유속​

여기서, v : 유속 [m/s]

            Cv : 속도계수

            d1, d2 : 내경 [m]

            g : 중력가속도 (9.8, 9.81 [m/s2])

             γ1 : 물의 비중량 (γ = ρ·g, 1,000[N·s2/m4] × 9.81[m/s2] = 9,810[N/㎥] = 9.81[kN/㎥]

            γ2 : 수은의 비중량 (13.6×9.81[kN/㎥]=133.416 [kN/㎥]=133,416[N/㎥]

            △H : 수은의 높이 차 [m]

  ※ 수은의 높이차가 주어지지 않고 A1과 A2의 압력이 주어진 경우​

[풀이]

[해설] 피토정압관의 유속​

여기서, v : 유속 [m/s]

            C : 유량계수

           △H : 수은의 높이 차 [m]

            g : 중력가속도 (9.8, 9.81 [m/s2])

            γw : 물의 비중량 (γ = ρ·g, 1,000[N·s2/m4] × 9.8[m/s2] = 9,800[N/㎥] = 9.8[kN/㎥]

             γ : 수은의 비중량 (13.6×9.8[kN/㎥]=133.28 [kN/㎥]=133,280[N/㎥]

             S : 수은의 비중 (13.6)

             Sw : 물의 비중 (1)

6. 그림과 같은 직육면체(바닥면적 6m × 6m)의 물탱크에서 밸브를 완전히 개방하였을 때 최저 유효수면까지 물이 배수되

      는 소요시간 [min]을 구하시오. (단, 토출측 관 안지름은 80 [㎜]이고 탱크 수면 하강속도가 변화하는 점을 고려할 것)

      [4점] ★★★

[풀이] ※ 유량계수가 주어지지 않았으므로 대입하지 않음​

[해설] 물의 배수시간​

여기서, t : 배수시간 [s]

            At : 물탱크의 바닥면적 [㎡]

            A : 배관의 단면적 [㎡] = π/4 · d2 [㎡]

            g : 중력 가속도 (9.8 [m/s2])

           H1 : 물탱크내 최고 수위 [m]

           H2 : 물탱크내 최저수위 [m]

            d : 내경(안지름) [m]

​

7. 스프링클러설비에 사용되는 관의 내경이 35[㎜]인 수평배관의 유량이 100[ℓ/s]이다.

     이 때, 배관내 압력 [kPa]을 구하시오. (단, 중력가속도는 9.8 [m/s]이다) [4점] ★★​

※ 계산기 Slove 기능 활용 ​

8. 어떤 공장의 배관 시스템으로서 물의 유속이 20 [m/s], 압력이 300[kPa], 온도가 20 [℃]로 대퓨저에 유입하여 유속

    5 [m/s]으로 유출되었다면 이 물의 유출압력을 구하시오. (단, 위치관계는 무시하고 비체적은 0.001001 [㎥/㎏]이다. [3점]

     ★

※ 비체적 = 1/밀도, Vs = 1/ρ, ρ =1/Vs​

[베르누이 방정식]​

여기서, H : 전수두 (전양정) [m]

             P1, P2 : 압력 [Pa = N/㎡]

             γ : 물의 비중량 9.8 [kN / ㎥]

             v1, v2 : 유속 [m/s]

             g : 중력가속도 (9.8 [m/s2]

             Z1, Z2 : 위치 수두 [m]

9. 다음 그림과 같이 관에 중량유량이 9,800[N/min]으로 40[℃]의 물이 흐르고 있다. ② 점에서 공동현상이 일어나지 않을

    ①점에서의 최소압력 [kPa]을 구하시오. (단, 배관의 손실은 무시하고 40[℃] 물의 증기압은 55.324[㎜Hg]이며, 소수점

    다섯째 자리까지 구하시오. [5점] ★★★★★

[풀이]​

[해설] 공동현상, 베르누이 방정식

가. 베르누이 방정식​

여기서, P1, P2 : 압력 [Pa = N/㎡]

             γ : 물의 비중량 [9.8 kN / ㎥]

             v1, v2 : 유속 [m/s]

             g : 중력가속도 (9.8 [m/s2]

            Z1, Z2 : 위치 수두 [m]

  나. 중량유량

     ⊙ 중량유량 G = γ A1·v1 = γ · A2 · v2 [N/s]

         여기서, G : 중량유량 [N/s]

                      A1, A2 : 배관의 단면적 [㎡] = π/4 · d2 [㎡]

                      v1, v2 : 유속 [m/s]

                      γ : 물의 비중량 (γ = ρ·g, 1,000[N·s2/m4] × 9.8[m/s2] = 9,800[N/㎥] = 9.8[kN/㎥]

                       d : 내경 (직경) [m]

​

#비중량 #밀도 #베르누이 #중력가속도 #벤츄리 #토리첼리 #피토정압관 #유량계수

#스프링클러 #오리피스 #속도계수 #체적유량 #질량유량 #중력가속도 #압력 #유속

  ▣ 액체 비중의 기준이 되는 물(H2O)의 밀도는 다음과 같다.​

4. 비중량(specific weight)이란 무엇인가 ?

▣ 비중량은 밀도의 개념을 무게에 적용시킨 것이다. 여기서 비(specific)는 단위라는 말로 숫자 "1"을 의미한다. 즉, 체적

    "1" 단위당 무게 또는 단위 부피당 중량을 말한다. 또한 비중량은 밀도가 받는 중력에 의한 힘이라 할 수 있으므로 비중량

    은 밀도 × 중력가속도로 나타낼 수 있다. 무게는 질량과 중력가속도의 곱이므로 마찬가지로 비중량은 밀도 × 중력가속도

    가 된다. 4[℃] 물의 비중량은 물의 밀도 1,000 [㎏/㎥] × 중력가속도가 되므로 1,000 [㎏f/㎥]가 된다.​​

대표적인 액체 유체인 물의 비중량은 다음과 같다.​​

수은의 비중량은 수은의 비중은 13.6 으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

수은의 비중량 = 수은의 비중 × 물의 비중량

5. 비체적(specific volume)이란 무엇인가 ?

▣ 비체적(specific volume)은 단위 질량당 체적(부피)를 말한다. 수식은 비체적 = 부피 (V) / 질량 (m)이다. 밀도와 역수

     관계에 있다. 유체역학이나 열역학에 자주 등장하는 단위이므로 숙지하는 것이 필요한다.

6. 비중이란 무엇인가 ?

▣ 비중(specific gravity)은 물의 물도에 대한 물질의 밀도 비율을 말한다. 일반적으로 액체의 밀도는 표준대기압 즉 1기압

    (1[atm]) 상태에서 4[℃]의 물(water)를 기준으로 물에 대한 대상 물체의 밀도의 비율을 말한다. 비중의 기호는 SG이고

    비중은 밀도를 밀도로 나눈 것으로 단위가 없는 무차원수이다.​

7. 압력, 방수압, 방사압, 토출압

▣ 압력, 방수압, 방사압, 토출압은 압력의 여러 표현방법이며 압력은 단위 면적당 작용하는 힘을 말한다. 수식으로 압력 =

     힘 / 면적으로 표현한다. 기호로는 P를 쓰며 단위로는 N/㎡, kgf/㎡를 쓴다.​

8. 수두, (전)양정, 높이 (H)

▣ 에너지 보존법칙과 베르누이 법칙에서 위치에너지를 말한다. 위치에서는 특정 위치가 갖는 일할 수 있는 능력 즉 에너지

     를 말하며 위치에너지는 중력가속도와 높이의 곱으로 나타낸다. 그러나 표현의 편의상 소방유체에서는 중력가속도를

     생략하고 높이만으로 위치에너지를 표현한다. 

     수두, 양정 = 중력가속도 × 높이 ⇒ 간략히 높이 [m]

​

9. 중력가속도

▣ 지구가 물체를 끌어 당기는 힘을 산정하기 위한 상수를 말한다. 기호는 g를 쓰고 단위는 가속도 이므로 m/sec2이고

     값은 9.8 m/sec2 이다.

​

10. 체적, 부피 (v) : 단위 [㎥]

​

11. 질량 [㎏], 무게 [㎏f]

​

12. 분자량 (M) : CO2 : 44 , 할론 : 148.95

​

13. 온도 (T)

  ▣ 섭씨 : 물이 어는 점을 0[℃] 끓는 점을 100 [℃]로 하고 이들 간격을 백등분 한 것

      단위 : ℃

  ▣ 화씨 : 물의 어는 점을 32 [˚F], 끓는 점을 212 [˚F]로 하여 이들을 180 등분 한 것

       단위 : ˚ F

  ▣ 절대온도 [ ˚ K = 273 + ℃ ]

  ▣ 섭씨 온도와 화씨 온도의 변환​​

14. 기체 상수 (R) : 8.31385 [N·m/kmol ·K]

  ※ 압력단위가 atm일 경우 (0.082 atm · ㎡/kmol · K]​

  ※ 고온, 저압의 기체는 일반적으로 이상기체방정식에 따른다.

     기체 1몰은 0[℃], 1기압 (1atm)에서 22.414 [ℓ] 이므로 기체상수를 다음과 같이 구할 수 있다.

 ※ 표준온도와 압력 (standard temperature & pressure : STP) : 0[℃], 1[atm]

     STP에서 실체 기체 ≒ 이상기체, 이 때 1[mol]의 기체 부피는 22.414 [ℓ]이다.​

    또한 1[atm]은 101,325[Pa] = 101,325 [N/㎡]와 22.4 [ℓ] = 0.0224[㎥]를 적용하면​

19. 구경, 관경, 내경, 직경 (D) : [m, ㎜]

​

20. 유속, 속도 (v, u) : [m/s]

​

21. 각종 계수 (C) : 유량 계수 등

​

22. 동력 (P)

  ▣ 동력을 일률과 같다. 단위는 [J/s], [W] 를 쓴다.

    ⊙ 1[HS] = 0.746 [kW]

    ⊙ 1[PS] = 0.735 [kW]

​

23. 효율 [η]

  ▣ 효율은 입력 대비 출력을 말한다.​

24. 전달계수 (K)

  ▣ 전달계수는 에너지 변환과정에서 손실을 감안하여 여유율을 두는 정도이다.

   ⊙ 전동기의 경우 통상 1.1 ~ 1.2 정도의 여유률을 둔다.

​

25. 전압, 정압 (P)

  ▣ 유체가 정지해 있을 때 또는 등속도 운동을 할 때의 압력을 정압이라고 한다.

   ⊙ 기호로는 P를 쓰고 단위로는 [㎜Aq, ㎜H2O] 등을 쓴다.

​

25. 마찰손실계수 (f)

   ▣ 유체의 입자간의 충돌 등 입자의 운동에 의한 손실율을 나타내는 계수를 말한다.

​

26. 길이 (L) : [m, ㎜]

​

27. 조도 (C) : 관 등의 거칠기 등을 말한다.

​

28. 회전수 (N) : [rpm, rps]

​

#밀도 #질량 #중량 #비중 #비중량 #비체적 #압력 #중력가속도 #체적 #기체상수

#체적유량 #질량유량 #중량유량 #마찰손실계수

1. 충전비 (충전비 체적)

​  ※ 비체적은 #밀도 의 반대개념이다. 즉, 어떤 물질의 단위 질량에 대한 체적의 비를 말한다.

  ⊙ 밀도는 단위 체적당 질량을 말하며 단위로는 [kg / ℓ] 이다.

  ⊙ 반대로 비체적은 단위 질량당 체적을 말하며 단위는 [ℓ/kg]을 쓴다.

  ⊙ 만약 밀도가 1.5 라면 1[ℓ]가 1.5 [kg]이라는 것이고 단위로는 1.5[kg/ℓ]이다.

  ⊙ 비체적이 1.5라며 1[kg]이 1.5[ℓ]라고 것으로 단위로는 1.5[ℓ/kg]을 쓴다.​

  ex) 실(방)의 체적이 270 [㎥] (가로×세로×높이)인 방에 #화재 가 발생하여 #CO2 를

        135[㎥]를 방사했을 때 CO2의 체적 %와 O2의 체적 %는 얼마인가 ?

  ※ 산소체적은 산소의 체적 %가 연소범위 하한인 15 [%] 이하 되었는지 확인하기 위한 것이다. 백분율은 전체 체적에

      대한 해당 물질의 체적의 비를 말한다.

​

  ▣ 이상의 일반적인 체적비를 산출하는 계산식이고 소방에서는 다음의 식으로 산정하다.

  ex) 270[㎥]의 화재실에 CO2를 방사하여 산소농도를 15 [%]로 만들고 싶다면 이산화탄소의 농도와 이산화탄소의 체적은

       얼마인가 ?

[풀이] 먼저 목표로 하는 산소를 농도를 위해 이산화탄소(CO2)의 #체적비 를 구한다.

          구한 이산화탄소(CO2)의 체적비를 이용하여 이산화탄소(CO2)의 체적을 구한다.

​

나. CO2 의 기화체적 [㎥]

  ▣ 일반적으로 물질의 기화체적은 다음식으로 계산한다..

  ▣ 하지만 소방에서는 CO2의 기화체적을 다음 식으로 산정한다.

   ex) 270[㎥] 의 실내의 산소 농도를 15 [%]로 낮출려면 필요한 이산화탄소의 체적은 ?

 ※ 위 식을 이용하면 간단하게 #이산화탄소 (CO2)의 체적을 구할 수 있어 소방에서는

  #이상기체 #방정식 을 사용하지 않고 간략식을 이용하여 계산한다.

1. 충전비 (충전비 체적)

 ※ 비체적은 밀도의 반대개념이다.

  ⊙ 밀도는 단위 체적당 질량을 말하며 단위로는 [kg / ℓ] 이다.

  ⊙ 반대로 비체적은 단위 질량당 체적을 말하며 단위는 [ℓ/kg]을 쓴다.

  ⊙ 만약 밀도가 1.5 라며 1[ℓ]가 1.5 [kg]이라는 것이고 단위로는 1.5[kg/ℓ]이다.

  ⊙ 비체적이 1.5라며 1[kg]이 1.5[ℓ]라고 것으로 단위로는 1.5[ℓ/kg]을 쓴다.

 ▣ 위의 개념을 기초로 하여 충전비 체적을 알아 보자.

  ⊙ 충전비 체적은 단위 질량을 충전하여 담는데 소요되는 체적을 말한다.

      즉, 비체적과 충전의 개념을 합한 것이다.

  ⊙ 예를들어, 충전 비체적이 1.5라고 하면 어떤 물질 1[kg]을 담는데 1.5[ℓ]의 체적,

      용기가 필요하는 것을 말한다. 단위로는 1.5 [ℓ/kg]을 쓴다.

가. CO2 소화기 : 충전비 1.5 이상

나. CO2 소화설비

   ▣ 고압식 : 1.5 이상, 1.9 이하

   ▣ 저압식 : 1.1 이상, 1.4 이하

    ex) 충전비가 1.5 이라면 68 [ℓ]의 소화기에는 몇 [kg]을 충전할 수 있는가 ?

          1.5 : 1 = 68 ℓ : x 1.5 x = 68 x = 68 ÷ 1.5 = 45.33 [kg]

​

2. 이산화탄소의 약제 계산식

가. 이산화탄소(CO2)의 체적 %

   ▣ 일반적으로 체적 %는 전체체적에서 해당 성분이 차지하는 백분율을 말한다.

  ex) 실(방)의 체적이 270 [㎥] (가로×세로×높이)인 방에 화재가 발생하여 CO2를 135

       [㎥]를 방사했을 때 CO2의 체적 %와 O2의 체적 %는 얼마인가 ?

  ※ 산소체적은 산소의 체적 %가 15 [%] 이하 되었는지 확인하기 위한 것이다.

    ▣ 이상의 일반적인 체적비를 산출하는 계산식이고 소방에서는 다음의 식으로 산정하다.

   ex) 270[㎥]의 화재실에 CO2를 방사하여 산소농도를 15 [%]로 만들고 싶다면 이산화

        탄소의 농도와 이산화탄소의 체적은 얼마인가 ?

나. CO2 의 기화체적 [㎥]

  ▣ 일반적으로 물질의 기화체적은 다음식으로 계산한다.

  ▣ 하지만 소방에서는 CO2의 기화체적을 다음 식으로 산정한다.

    ex) 270[㎥] 의 실내의 산소 농도를 15 [%]로 낮출려면 필요한 이산화탄소의 체적은 ?​