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.​​

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.​

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 에너

      지를 말하며 위치에너지는 중력가속도와 높이의 곱으로 나타낸다. 그러나 표현의 편의상 소방유체에서는 중력가속도

      를 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​

15. 유량, 체적유량, 방수량, 방사량, 토출량, 양수량 (Q)

 ▣ 유체역학에서는 물질의 상태를 어떤 좌표값으로 특정 지점을 통과하는 연속체의 개념으로 본다. 유체는 수많은 입자들

      로 구성되어 있기 때문에 각각의 입자들을 분석대상으로 보는 것이 아니라 특정 지점을 통과하는 연속체의 개념으로

      분석한다,

 ▣ 따라서 유량도 특정시점에서 관의 어느 부분을 통과하는 연속적인 양의 개념인 체적유량을 개념으로 정의한다. 이 때

      특정시점에 특정지점을 통과한 유체의 부피로 흐르는 유량을 나타내는 것이 체적유량이며 이를 소방유체역학에서는

      유량, 체적유량, 방사량, 토출량, 양수량 등으로 부르며 기호로는 Q를 쓰고 단위로는 [㎥/sec], [ℓ/min],  [단면적(A) [㎡] ×

      속도 v [m/sec]]으로 나타내며 유체의 부피는 온도, 압력 등에 따라 변화하므로 부피 유량을 나타낼 때는 온도와 압력을

      함께 표시한다.

​

16. 질량 유량 (M)

 ▣ 위에서 말한 체적 유량이 측정하기도 쉽고 사용하기도 간편하나 부피는 온도, 압력에 따라 변화하므로 이를 보완하기

      위해 도입된 것이 질량 유량이다. 질량은 어디 있든, 어떠한 환경이든 똑같고 또한 질량은 보존되기 때문이다.

      질량 유량은 유체입자의 양을 측정하는 개념이다.

 ▣ 즉, 질량유량은 단위 시간당 흐르는 유체의 질량(㎏)을 측정하는 것이며 시간당 유체의 흐른 유체의 질량(㎏)을 의미한

      다. 단위로는 [㎏/s]를 쓰며 kg을 g, ton으로 s를 min, hour으로 쓰기도 한다. 측정방법으로는 ‘질량 유량 = 밀도 × 단면적

      × 평균 유속, 질량유량 = 밀도 × 부피(체적) 유량’ 으로 나타낸다.

   ⊙ 질량유량 = 밀도 × 단면적 × 평균 유속 [kg/s]

   ⊙ 질량유량 = 밀도 × 부피(체적) 유량 [kg/s]

​

17. 중량유량 (G)

 ▣ 중량유량은 단위 시간당 흘러간 유체의 중량을 말하며 이는 질량유량에 중력가속도를 곱해 산정한다. 즉, 질량유량을

      지구 중력으로 환산한 값이다. 기호로는 G를 쓰고 단위는 [N/s], [㎏f/s]를 쓴다. 산정식은 ‘중량 유량 = 중력가속도 ×

      밀도 × 단면적 × 평균 유속, 중량유량 = 중력가속도 × 밀도 × 부피(체적) 유량’ 으로 나타낸다.

  ⊙ 중량유량 = 중력가속도 × 밀도 × 단면적 × 평균 유속 [N/s, kgf/s]

  ⊙ 중량유량 = 중력가속도 × 밀도 × 부피(체적) 유량 × 평균 유속 [N/s, kgf/s]

​

18. 단면적 (A)

  ▣ 유체는 대부분 원형관을 통해 공급되므로 단면적은 일반적으로 원의 면적이 된다.​

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. 지상 50[m]에 위치하고 있는 60 [㎥]의 탱크가 있다. 20[kW]의 전동기로 물을 가득 채우고자 할 때 물이 가득 찰 때까지의

     소요되는 운전시간은 몇 분인가 ?  단, 효율은 70[%]이고 여유계수는 1.2 이다.

[답안작성]

2. 지상 20[m]의 위치에 500 [㎥]의 저수조가 있다. 이 저수조에 양수하기 위하여 20[HP]의 전동기를 사용한다면 몇 분 후에

    저수조에 물이 가득차겠는가 ?  단, 펌프효율은 75[%]이고 여유계수는 1.2 이다.​

3. 토출량 2,400 [ℓ/min], 양정 90[m]인 스프링클러 설비용 가압펌프의 동력은 몇 kW인가 ? 단, 펌프의 효율은 0.6이고

     축동력 전달계수는 1.1이다.​

4. 유량(토출량)이 3 [㎥/min], 전양정이 75 [m]인 소화전 펌프 전동기의 용량은 몇 [kW] 인가 ? 단, 펌프효율 η= 80 [%],

    역률은 75[%] 여유계수는 1.1이다.​

5. 토출량(유량) 2,400[ℓ/min], 양정 100 [m], 효율 0.6, 여유계수 1.1인 스프링클러설비용 펌프 전동기의 용량[HP]을

    구하시오.​

6. 8층 건물에 습식 스프링클러설비가 설치되어 있고, 폐쇄형 헤드의 기준개수가 10개이며, 층고가 3.8[m], 유량이

    80[ℓ/min]이다. 효율이 60[%]인 펌프로 부터 최고의 헤드까지 양수하고자 할 때 펌프모터의 용량 [kW]은 ? 단, 펌프로

    부터 최고의 살수헤드까지의 수직거리는 30 [m], 배관의 마찰 손실은 20[m], 전달계수는 1.1 이다.

[답안작성]

  ① 전양정 = 실양정 + 배관마찰손실 + 헤드개수 10

  ② 양수량 = (80 × 10) / (1,000×60) = 0.013 [㎥/sec]​

7. 용량이 300[㎥/min]이며 풍압이 35[㎜Hg]인 제연설비용 팬[FAN]을 설치하려고 한다. 이 팬을 운전하는 전동기의 소요

     동력은 몇 [kW]인가 ? 단, 팬(FAN)의 효율은 70[%]이고, 여유계수는 1.21이다.

[답안작성]​

8. 역률 0.6, 출력 20[kW]인 전동기 부하에 병렬로 전력용 콘덴서를 설치하여 역률을 0.9 로 개선하려고 한다. 이 때 소요

    되는 전력용 콘덴서의 용량은 몇 [kVA]가 필요한가 ?​

9. 폭 15 [m], 길이 20[m]인 사무실의 조도를 400[lx]로 할 경우, 전 광속 4,900[lm]의 형광등 40[W/2등용] 시설할 경우

    비상용 발전기에 연결되는 부하는 몇 [VA]이며 이 사무실의 회로는 몇 회로로 하여야 하는가 ? (단, 사용전압은 220[V]이

    며, 40[W] 형광등 1등당 전류는 0.15[A], 조명률은 50[%], 감광보상률은 1.3으로 한다.

  ① 부하​

  ② 회로수

10. 길이 15[m], 폭 10[m]인 방재센타의 조명률은 50[%], 전광속 2,400[lm], 조도를 400[lx]로 하고자 할 경우 형광등이 몇

       등 있어야 하는가 ? 단, 층고는 3.6[m] 이며 조명유지율은 80[%]이다.​

11. 가로 6[m], 세로 9[m], 광원의 높이 3[m]인 사무실에 조명등 (광속 2,500[lm], 40[W])을 시설하여 50[lx]로 하고자 할 때,

      방의 실지수를 구하시오. 또한 설치하여야 할 조명등의 수는 몇 개가 필요한가 ? (단, 조명률은 50[%]이고, 감광보상률

      은 1.25 이다)

  ① 실지수 = (X · Y) / H (X+Y) = (6×9) / 3 × (6+9) = 1.2

  ② 조명등의 수​

12. 지상 25[m] 되는 곳에 수조가 있다. 이 수조에 분당 20[㎥]의 물을 양수하는 펌프용 전동기를 설치하여 3상 전력을 공급

      하고자 할 때 단상변압기 2대를 V결선하여 이용하고자 한다. 단상변압기 1대의 용량[kVA]을 구하시오. (단, 펌프의

      효율이 70[%] 이고, 펌프측 동력에 15[%]의 여유를 두고, 펌프용 3상 농형 유도전동기의 역률은 85 [%]이다.)

13. 20[W] 피난구 유도등 10개가 AC 220 [V]에서 점등되었다면 공급전류는 몇 [A]인가 ? 단, 유도등의 역률은 60[%]이고,

      충전전류는 무시하며 전원공급방식은 단상 2선식이다.

   ▣ 회로전류 = 부하용량 / 공급전압 = 유효전력 / (공급전압 × 역률) = (20 × 10) / (220 × 0.6) = 1.52 [A]

​

14. 3 ф, 380[V], 60[Hz], 2P, 79[HP]의 스프링클러 펌프와 직결된 전동기가 있다. 이 전동기의 동기속도를 구하시오.

  ▣ 전동기 동기속도 Ns = 120 f / P = (120 × 60) / 2 = 3,600 [rpm]

​

15. 유도전동기의 부하에 사용할 비상용 자가발전기를 설치하려고 한다. 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오.

  <조건>

   ⊙ 기동용량 : 300 [kVA]

   ⊙ 기동시 전압강하 : 20 [%]

   ⊙ 과도 리액턴스 25 [%]

 가. 발전기 용량은 이론상 몇 [kVA] 이상이어야 하는가 ?

 나. 발전기용 차단기의 차단용량은 몇 [MVA] 이상이어야 하는가 ? (단, 차단기 용량의 여유용량은 25[%]로 계산한다)​

16. 전동기의 주파수 50[Hz], 극수가 4일 때 회전속도가 1,440[rpm]이다. 주파수가 60[Hz]로 하면 회전속도는 몇 rpm이

       되는가 ? (단, 슬립은 50[Hz]와 동일하다)

17. P형 수신기와 감지기와의 배선회로에서 감지기가 동작할 때의 전류는 몇 [mA]인가 ? 단, 감시전류는 1.15[mA], 릴레이

       저항은 500[Ω], 종단저항은 20[kΩ]이다.​

18. P형 수신기와 감지기와의 배선회로에서 종단저항은 11[kΩ], 릴레이 저항은 550[Ω], 배선회로의 저항은 50 [Ω]이다.

      회로전압이 24[V]일 때 각 물음에 답하시오.

 가. 감시전류는 몇 [mA]인가 ?​

 나. 작동시(화재시) 전류는 몇 [mA]인가 ? (단, 감지기의 작동시 배선저항은 무시한다)​

19. 20[℃]에서 저항온도계수가 0.00393을 갖는 경동선의 저항이 100[Ω]이다. 온도가 100[℃]로 상승하였을 때 경동선의

      저항값은 몇 [Ω] 이겠는가 ?

    저항 R2= R1[1+ αt1 (t2- t1)] = 100 × [1+0.00393×(100-20)]=131.44 [Ω]

​

20. 단면적이 4[㎟]이고 길이가 1[㎞]인 경동선의 전기저항[Ω]을 구하시오.​

21. 다음 그림의 회로에서 단자 A, B에서의 합성정전용량을 구하시오.

  [답안작성]​

22. 알칼리축전지의 정격용량은 60[Ah], 상시부하 3[kW], 표준전압 100[V]인 부동충전방식의 충전기의 2차 출력은

      몇 [kVA]인가 ?​

23. 3상 3선식 380[V]로 수전하는 곳의 부하전력이 95[kW], 역률이 85 [%], 구내배선의 길이는 150[m]이다. 전압강하를

       8[V]까지 허용하는 경우, 배선의 굵기를 계산하고 이를 표준규격품으로 답하시오.​

24. 제어반으로 부터 배선거리는 90 [m]의 위치에 기동용 솔레노이드 밸브가 접속되어 있다. 사이렌이 명동될 때의

      솔레노이드의 단자전압을 구하시오. (수신기는 정전압 출력이라고 하고 전선은 2.5[㎟], 사이렌의 정격전력은 48[W],

       전압강하는 없다고 가정하며, 2.5[㎟] 동선의 ㎞당 전기저항은 5[Ω]이다)

25. 수신기와 200[m] 떨어진 장소의 지구경종 4개를 동시에 명동시킬 경우 선로의 전압강하는 몇 [V]인가 ? (단, 경종의

       용량은 24 [V], 1.44[VA], 수신기와 경종의 연결전선은 1.5[㎟] 연동선이며 전기저항은 다음 표와 같고 주위온도는

        20[℃]라 한다)

[답안작성]

   ▣ 전류 : I = 1.44 × 4 / 24 = 0.24 [A]

   ▣ 전압강하 : e = 2 I · R = 2 × 0.24 × (12.1 / 1,000) ×200 = 1.16 [V]

​

26. 경비실에서 460[m]의 거리에 위치한 공장(지상 7층, 지하 1층, 연면적 5,000[㎥])이 있다. 각 층별로 2회로씩 사용하며

       (총 16회로), 경종 50 [mA/개], 표시등 30 [mA/개]의 전류가 소모된다. 다음 각 물음에 답하시오. (단, 여기서 사용되는

       전선은 HFIX  2.5 [㎟]로 한다)

  가. 표시등의 총 소요전류는 몇 A인가 ? 소요전류 I = 30 × 16 = 480 [mA] = 0.48[A]

  나. 공장의 지상 1층에서 화재발생시 경종의 소요전류는 몇 [A]인가 ?

      ▣ 발화층, 그 직상 4개층 및 지하층 경보 : I = 50 × 2 × 6 = 600[mA] = 0.6 [A]

  다. 지상 1층에서 화재발생시 경비실에서 공장까지의 전압강하는 몇 [V]인가 ?​

  라. 자동화재탐지설비의 화재안전기준에 의하면 지구음향장치는 정격전압의 80 [%]에서 음향을 발할 수 있어야 한다.

        위 문항 다에서의 전압강하 결과치로 판단할 경우 음향을 발할 수 있는지 여부를 계산과정과 함께 설명하시오.

    ① 지구음향장치의 최소 작동전압 V1 = 24 × 0.8 = 19.2 [V]

    ② 출력전압 V2 = 24 - 7.07 = 16.93 [V]

    [답] 지구 음향장치는 정격전압의 80[%]의 전압(19.2[V]) 이상에서 작동한다. 그러나 출력전압이 최소 작동전압 보다

           낮으므로 음향을 발할 수 없다.

 마. 표시등 및 경종에 사용되는 전선의 종류를 쓰시오.

     ▣ HFIX : 450/750 [V] 저독성 난연 폴리올레핀 절연전선

 바. 우선경보방식의 기준에 대하여 쓰시오.

   ① 특정소방대상물 중 11층 이상 (공동주택은 16층 이상)에 적용

27. 단상 2선식 100[V]에 사용하는 정격소비전력 3[kW]인 전열기의 부하전류를 측정하기 위하여 50/5 변류기를 사용하였

       다. 전류계의 지시값은 몇 [A] 이겠는가 ?

   ▣ 전류 : I = P / V = 3 × 103 / 100 = 30 [A]

   ▣ 측정치 : 전류값 × 변류비 = 30 × 5/50 = 3 [A]

​

28. 전로의 절연열화에 의한 화재사고를 방지하기 위하여 절연저항을 측정하여 전로의 유지보수에 활용하여야 한다.

      절연저항 측정에 관한 다음 각 물음에 답하시오.

 가. 220 [V] 전로에서 전선과 대지 사이의 절연저항이 0.2[MΩ]이라면 누설전류는 몇 [mA] 인가 ?

 나. 감지기 회로 및 부속회로의 전로와 대지 사이 및 배선 상호간의 절연저항을 1경계구역 마다 직류 250 [V]의 절연저항

       측정기로 측정하는 경우 몇 [MΩ] 이상이 되도록 하여야 하는가 ? 0.1 [MΩ]

​

29. 참값이 24 [A]인 전류를 측정하였더니 24.5 [A] 이었다. 이 때 오차율[%]을 계산하시오.​

30. AC 220 [V]를 사용하는 전선로에 비상조명용 부하가 14,500 [VA] 걸려 있다. 이 전선로 분기회로의 최소수는 몇 회로인

      가 ? (단, 차단기의 용량은 15[A]이다.)​

31. 비상용 전원설비를 축전지설비로 하고자 한다. 사용부하의 방전전류-시간특성곡선이 그림과 같을 때 다음 각 물음에

       답하시오.

       (단, 용량환산시간 K값은 K1 =0.85(3분), K2=0.53(10분), K3 = 0.70(20)이다.)

 가. 보수율의 의미를 설명하고 그 값은 보통 얼마로 하는지 밝히시오.

   ▣ 보수율은 축전지의 용량저하를 감안하여 축전지의 용량 산정시 여유를 두는 정도를 말함

   ▣ 보수율은 보통 0.8을 쓴다.

나. 축전지와 부하를 충전기에 병렬로 접속하여 사용하는 충전방식은 ? 부동충전방식

다. 축전지의 용량은 몇 [Ah] 이상의 것을 택하여야 하는가 ?​

#전동기 #양정 #가압펌프 #스프링클러 #헤드 #풍량 #풍압 #효율 #조명률 #감광보상율

#형광등 #조도 #실지수 #유도전동기 #피난구 #주파수 #감지기 #릴레이 #저항값 #축전지 #정전용량 #알칼리축전지 #전압강하 #솔레노이드 #저항 #경종 #소비전력 #발화층

1. 비상조명등

   ▣ 화재발생 등에 따른 정전시에 안전하고 원활한 피난활동을 할 수 있도록 거실 및 피난통로 등에 설치되어 자동으로

       점등되는 조명등

     ※ 비상조명등의 비상전원 : 자가발전설비, 축전지, 전기저장장치

다. 비상조명등의 설치대상  ( #화재예방, #소방시설 설치유지 및 안전관리에 관한 법률 시행령 [별표 5])

라. 휴대용 비상조명등의 설치대상    (화재예방, 소방시설 설치유지 및 안전관리에 관한 법률 시행령 [별표 5],

                                                            다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법 시행규칙 [별표2])