답안서고 소방시설관리사

2019년 제19회 · 문제 1 물음 3 · 11점

말단헤드 압력 증가 시 유량·마찰손실·펌프 토출압

전양정 66 m·말단 0.1 MPa인 스프링클러설비에서 말단 압력을 0.2 MPa로 올릴 때 헤드 유량(K = 90), Hazen–Williams 마찰손실, 펌프 토출압력

검증중 2026. 10. 22. 기준 2027년부터 1차 이동 (추정)

확인 중: 펌프 토출압력은 말단헤드 압력 + 실양정 + 마찰손실로 계산했습니다.

근거 조항 1개
  • 유체역학 기본식Q = K√(10P), Hazen–Williams ΔP ∝ Q^1.85

원문: 국가법령정보센터

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문제

물음 3) 스프링클러설비가 소요되는 펌프의 전양정 66 m에서 말단헤드 압력이 0.1 MPa이다. 말단헤드 압력을 0.2 MPa로 증가시켰을 때 다음 조건에 따라 답을 구하시오. (11점)

〈조건〉

  • 하젠-윌리암스의 식을 적용한다.
  • 방출계수 K값은 90이다.
  • 1 MPa의 환산수두는 100 m이다.
  • 실양정은 20 m이다.
  • 소수점 셋째자리에서 반올림하여 둘째자리까지 구한다.
  • 주어진 조건 외에는 고려하지 않는다.

(1) 말단헤드 유량(L/min) (2점)

(2) 마찰손실압력(MPa) (7점)

(3) 펌프의 토출압력(MPa) (2점)

답안

(1) 말단헤드 유량

Q2=K10P=9010×0.2=127.28 L/minQ_2=K\sqrt{10P}=90\sqrt{10\times0.2}=\textbf{127.28 L/min}

(0.1 MPa일 때 Q1=901=90Q_1=90\sqrt{1}=90 L/min)

(2) 마찰손실압력

① 처음 상태의 마찰손실: 전양정 = 실양정 + 마찰손실 + 말단 방사압 환산수두

hf1=66−20−10=36 m  →  ΔP1=0.36 MPah_{f1}=66-20-10=36\ \text{m}\;\rightarrow\;\Delta P_1=0.36\ \text{MPa}

② Hazen–Williams 식에서 같은 배관이면 ΔP∝Q1.85\Delta P\propto Q^{1.85}

ΔP2=0.36×(127.2890)1.85=0.68 MPa\Delta P_2=0.36\times\left(\frac{127.28}{90}\right)^{1.85}=\textbf{0.68 MPa}

(3) 펌프 토출압력

P=0.2 (실양정 20 m)+0.68+0.2=1.08 MPaP=0.2\ (\text{실양정 }20\ \text{m})+0.68+0.2=\textbf{1.08 MPa}

근거

  • 헤드 방수량 Q=K10PQ=K\sqrt{10P} (Q: L/min, P: MPa).
  • Hazen–Williams 식 ΔP=6.053×104Q1.85C1.85D4.87L\Delta P=6.053\times10^4\dfrac{Q^{1.85}}{C^{1.85}D^{4.87}}L에서 배관 조건이 같으면 마찰손실은 유량의 1.85제곱에 비례한다.

문제 출처: 한국산업인력공단(큐넷) 소방시설관리사 2차 시험지 — 공공누리 제1유형(출처표시). 답안은 이 사이트가 독자적으로 작성한 것으로, 공단의 공식 정답이 아닙니다.

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