위험물기능장 펌프 이송설비 — 연속방정식과 구경 계산

연속방정식은 관의 굵기가 달라져도 흐르는 유량이 같다는 원리다. 유량은 단면적과 유속의 곱이고, 원형 관의 단면적은 지름의 제곱에 비례한다. 지름 4센티미터 관에서 8미터 매 초로 흐르던 물이 지름 2센티미터 노즐을 지나면 단면적이 4분의 1이 되므로 유속은 4배인 32미터 매 초가 된다. 같은 조건에서 노즐 지름이 1센티미터라면 단면적이 16분의 1이 되어 유속은 16배인 128미터 매 초가 된다. 지름 400밀리미터 관의 유속이 2미터 매 초일 때 300밀리미터 관에서는 지름 비의 제곱인 16분의 9를 역수로 삼아 약 3.56미터 매 초가 된다.

유량과 유속에서 관경을 역산할 수 있다. 하루에 20,000세제곱미터를 보내려면 하루를 86,400초로 나누어 초당 유량을 구하고, 이를 유속 3미터 매 초로 나누어 단면적을 얻은 뒤 지름으로 바꾼다. 이때 관의 내경은 약 313밀리미터가 된다. 토출량이 분당 5세제곱미터이고 토출구 유속이 2미터 매 초인 펌프라면 분당 유량을 초당으로 바꾼 0.0833세제곱미터를 유속으로 나누어 단면적을 구하고, 지름으로 환산해 약 230밀리미터의 구경을 얻는다.

비중과 비중량은 정의부터 정확히 잡는다. 비중은 어떤 물질의 밀도를 4도 물의 밀도로 나눈 비율이므로, 물질의 밀도는 비중과 물의 밀도를 곱한 값이 된다. 비중량은 단위 부피당 무게이므로 밀도에 중력가속도를 곱하며, 결과적으로 비중, 물의 밀도, 중력가속도를 차례로 곱한 값이 된다.

압력 단위와 기체의 판별도 계산으로 이어진다. 1기압은 수은주 760밀리미터이고, 수은의 비중을 약 13.6으로 보아 물기둥으로 환산하면 약 1,033센티미터 물기둥이 된다. 70도, 130밀리미터수은주에서 1리터의 질량이 대략 0.17그램인 기체는 상태방정식으로 분자량을 구하면 약 28이 되어 질소와 맞는다.

중질유 탱크 화재에서는 물이나 포말을 잘못 주입할 때 슬롭오버가 생긴다. 열유층과 만난 물이 순식간에 수증기로 변하며 부피가 크게 팽창하고, 그 압력으로 열유층 아래의 냉유가 위로 밀려 올라와 유면이 거품을 일으키거나 넘쳐 흐른다. 정전기의 방전에너지는 2분의 1에 정전용량과 전압의 제곱을 곱한 값으로 표시하며, 이때 정전용량의 단위는 패러데이다.