양수량 40[m³/min], 총양정 13[m]의 양수 펌프용 전동기의 소요 출력 [kw]은? (단, 펌프 효율을 75[%]로 한다)
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객관식 문항 1 정답 및 해설 보기
정답 ③
펌프 출력 P[kW]=9.8×Q[m³/s]×H[m]÷η, 양수량을 분→초로 환산하는 게 핵심.
펌프의 이론 동력(W)은 단위중량(1000 kg/m³), 양수량(Q), 총양정(H), 중력가속도(g=9.8)를 곱하여 구합니다.
펌프 효율(η)이 75%이므로, 필요한 전동기 출력[kW]는 (1000 * 40/60 * 13 * 9.8) / (1000 * 0.75)를 계산하면 약 113[kW]가 됩니다.
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처음이라면
펌프 전동기 소요 출력 공식부터 외웁시다. P[kW] = 9.8 × Q × H ÷ η입니다. Q는 양수량[m³/s], H는 총양정[m], η는 펌프 효율이에요.
양수량이 40[m³/min], 즉 '분당'으로 주어졌으니 초당으로 바꿔야 합니다. 40 ÷ 60 ≈ 0.667 m³/s.
공식에 대입하면 P = 9.8 × 0.667 × 13 ÷ 0.75 ≈ 85.1 ÷ 0.75 ≈ 113[kW]입니다. 이론 동력 약 85[kW]를 효율 75%로 나눠 손실을 보충한 값이 곧 전동기 소요 출력이에요.
오답들은 대부분 분→초 환산을 빠뜨리거나 효율을 곱해버린 실수에서 나오는 수치입니다.
이런 문제가 나오면 → '60으로 나누기(분→초), 효율로 나누기' 두 단계만 챙기면 됩니다.
한 걸음 더
P[kW] = 9.8QH/η이고 Q = 40/60 ≈ 0.667 m³/s이므로 P = 9.8×0.667×13/0.75 ≈ 113 kW.
오답 ①②④는 m³/min을 m³/s로 환산하지 않거나 효율을 잘못 처리한 값들이다.
이 유형은 양수량의 분당→초당 환산을 숨겨두는 것이 출제 패턴이다.
꿀팁: '9.8 곱하고, 분은 60으로 나누고, 효율은 나눈다' 세 동작만 기억하자.