열역학 2-71.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill



문제 2-71


3마력의 축 동력을 전달 받아 가동되는 펌프가 있을 때, 입구와 출구에서의 압력차를 이용하여 펌프의 역학적 효율을 계산한다.

가정: 펌프는 정상 상태로 가동되며, 속도 및 높이 변화는 무시한다. 물의 밀도는 일정하다.

풀이: 펌프에서 물로 전환된 역학적 에너지는 유동 에너지 뿐이며 다음과 같다.


그러므로 펌프의 역학적 효율은 다음과 같다.


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열역학 2-67.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill



문제 2-67


물이 상부의 탱크로 펌프-모터 장치를 통하여 공급될 때, 펌프-모터 장치의 전체 효율과 펌프 입구와 출구의 압력 차이를 계산한다.

가정: 물의 체적유량과 수면의 높이 차는 일정하다. 파이프의 마찰 손실과 운동에너지 변화는 무시한다. 물의 밀도는 일정하고 균일하다.

풀이: 펌프 입구에서의 수면을 기준점으로 할 때, 상부 탱크 수면까지의 위치 에너지는 다음과 같고,



각각의 수면은 모두 대기 중에 노출되어 있으므로 각 지점에서의 압력은 대기압으로 서로 같다.
따라서 펌프 입구와 탱크 수면까지의 유동 에너지 변화는 없다.
그러므로 물의 역학적 에너지 변화율은 다음과 같다.

(a) 따라서 펌프-모터 장치의 전체 효율은 다음과 같다.

파이프의 마찰 손실과 운동 에너지 변화를 고려하지 않고 펌프의 입구와 출고의 높이 차가 없다고 할 때,
펌프를 통과하는 물의 역학적 에너지 변화는 유동 에너지 변화와 같다. (b) 따라서 펌프 입구와 출구의 압력 차이는 다음과 같다.


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열역학 1-115.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill



문제 1-115


수영장의 상부와 하부의 압력차를 계산한다.

가정: 수영장 물의 밀도, 중력 가속도 등은 일정하고 균일하다.

풀이: 수영장의 깊이가 주어져 있으므로 상부와 하부의 압력차는 다음과 같다.


따라서 (b)이다.


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열역학 1-63.docx



열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill



문제 1-63


풀장에 선 채로 잠긴 키 1.8m 남자의 머리 끝과 발끝에서의 압력차를 구한다.

가정: 대기압과 풀장 물의 밀도는 일정하고 균일하다.

풀이: 머리 끝은 수면 바로 아래에 위치해 있고, 발 끝은 자신의 키에 해당하는 수직 아래의 깊이에 있으므로
머리 끝과 발끝에서의 계기 압력은 각각 다음과 같다.


따라서 머리 끝과 발끝에서의 압력차는 다음과 같다.

그러므로 압력차는 약 17.7kPa이다.


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