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[온라인강의] 덕트 예제2번 단위
최*혁2025.09.25답변완료

안녕하세요.

축동력 계산문제의 풀이에서 KW로 답이 되기 까지의 단위가 이해가 안됩니다.  rHQ가 어떻게 KW, 즉 kJs/sec 로 되는 지 모르겠습니다.  문과 출신이라 그런지 기본적인 단위 이해가 잘 안되는데, 참고할 만한 자료가 있는지요?

답변강희중2025.09.26 09:25

네, 안녕하세요.

참고 할 만한 자료는 따로 없어서 다음과 같이 정리해드리겠습니다.

 

동력식은 처음 배우기에는 다소 어려운 부분은 있지만 하나씩 하다보면 어렵지 않습니다.

우선 단위부터 정리를 하면

 

1) 뉴턴 힘(N)은 질량(kg) × 가속도(m/s2) 즉 1N = 1kg × 1m/s2  

2) 일의 양 줄일(J)은 뉴턴 힘으로 이동시키는 양 즉, 1J=1N × 1m

3) 동력 W는 시간당 줄 일이므로 1W=1J/s 가 됩니다.

결국 동력단위 W를 단위 정리하면

동력 W = kg×(m/s2)×m/s = N×m/s = J/s = W

 

동력의 활용에서 다음과 같이 정리됩니다.

어떤 무게(뉴턴 힘 N)로 단위시간(s)에 거리(m)를 이동시키는 양이며 (N×m/s=W)

이는 어떤 무게(뉴턴 힘 N)가 속도를 내는 양과 같고 (N×(m/s)=W)

어떤 비중량을 갖는 유량을 어떤 높이로 올리는 양과 같습니다.

r(kN/m3) × Q(m3/s) × H(mAq) = (N×m/s=W)

 

따라서

수동력 구하는 식 rQH는 비중량×유량×높이(또는 양정)로 계산하게 되며

단위로 보면 (kN/m3) × (m3/s) × (mAq)이고

여기서 m3을 소거하면 kN × m/s = kJ/s = kW 가 됩니다.

또한 효율을 적용하여 나누면(rQH/η) 실제 필요한 축동력 계산식이 됩니다.

 

송풍기 계통에서는 물처럼 필요한 양정(송풍기 바람의 힘을 물을 올리는 양으로 환산)으로 계산하는 경우도 있지만 덕트에서 전손실인 필요 전압(Pa=N/m2)으로 계산하는 경우가 많은데

파스칼의 압력법칙을 보면 압력은 비중량 곱하기 양정으로 구할 수 있으며 식은 다음과 같습니다.

압력 P(Pa, 파스칼)=r(kN/m3) × H(mAq) = (kN/m2) = (Pa)

따라서 P=rh라서 수동력 rQH의 rH를 전압P로 하여 kW=PQ식으로 송풍기동력을 구할 수 있고 효율을 나누어 kW=PQ/η 로 축동력을 구할 수 있습니다.

 

여기서 유량의 시간환산(m3/s, m3/min, m3/h)과 N과 kN 또는 W와 kW 그리고 L와 m3의 단위 환산이 필요하여 60, 3600, 103, 10-3 등의 환산계수가 들어가게 됩니다.

 

열공하시기 바랍니다.

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