- 4
첨부파일
안녕하세요.
회사일로인해 소화기 노즐에서 소화약제가 분사되는 속도를 알아야 합니다만,
제가 이 분야의 문외한이고, 아무리 검색을해도 알 수가 없어 본 게시판에 도움을 구합니다.
그림과같이 군용 솔레노이드 소화기가 있습니다.
소화병안에는 질소와 FM200이라는 소화약제가 충만되어 있고
소화기를 동작시키면 300 ms 만에 소화병안의 모든
소화약제가 노즐을 통해 분사됩니다.
만약,
소화병 압력 : 900psi
노즐경(지름) : 100mm
소화약제 분사시간 : 300ms
라고 가정한다면, 노즐을 통해 분사되는 소화약제의 분사속도를 구하는 것이 가능한지요?
혹은, 추가로 알아야하는 데이터가 있는지요? (ex: 소화약제 양)
가능하다면 분사속도 구하는 공식좀 알려 주십시요.
불가능 하다면 왜 불가능한지 이유 좀 알려주십시요. (저도 회사에 설명을 해야하기에... )
부탁 드립니다.
감사 합니다.
- 속도
- 압력
- 노즐
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
-
답변
김형석님의 답변
2015-04-18- 3
소화병 내부 압력 P1=900psi=900*0.068atm=61.2atm
분사속도를 v라 하고, 소화병의 내부 부피를 V1이라 하면, P1V1=P2V2 .
(총 분사가스 대기중 부피) = (분사속도)*(노즐단면적)*(분사시간)
= v*(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms)
= V2 = P1V1/P2 = (900psi)*V1/(1atm) =61.2*V1
이므로 분사속도는,
v= (61.2*V1)/[(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms)] = 2.6*107*V1 m/s소화병 내부 부피 이 리터로 표현 되어 있다면 1/1000 을 곱하여 m3 단위로 바꾸어 위 수식에 입력하면 됩니다.
-
답변
김형석님의 답변
2015-04-21- 3
- P1V1 = P2V2 => P1:(소화병
내부압력), V1(소화병 내부부피) 입니다. 여기서 P2V2는 무엇을
의미하는지요?
=> P2 는 소화병 내에 차 있던 가스가 토출되어 나오는 소화병 바깥의 압력으로서 1기압이며,
V2는 소화병 내에 강한 압력으로 수축된 채 병에 담겨져 있던 가스가 소화병 바깥으로 토출되면서 팽창된 가스 부피.- v*(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms) => 노즐 지름이
100mm 인데, 노즐단면적을 구하는 식에는 0.1로 표현되어 있습니다. 100mm가 m로
환산된 것인지요?
=> 맞습니다.- V2 = P1V1/P2 = (900psi)*V1/(1atm) =61.2*V1 => V2가 (총 분사가스
대기 중 부피)가 맞는지요? 그리고 P2는 언제나 1atm 인지요?
=> P2는 1atm으로 계산해도 무방합니다.
다만, 그날의 날씨에 따라, 비가 오는 혹은 흐린 날씨의 저기압인 경우는 다소 낮을 수가 있고
맑은 화창한 날씨의 고기압인 경우는 다소 높을 수가 있지만, 1atm으로 계산하여도 무방합니다.- v= (61.2*V1)/[(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms)] = 2.6*107*V1 m/s => 2.6과 107이라는 값이 어떻게 나오는지요? 제 계산법이 틀렸는지 [(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms)] = 2.3561925 이렇게 나옵니다.
=> v= (61.2*V1)/[(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms)] = 2.6*10000*V1 m/s
(107은 10의 7승을 표현하는 과정에서 난 오류이며, 다시 계산해보니 10의 4승 입니다. 당초 말씀하셨던 300ms 이라면 이는 0.3초에 해당합니다.)
[(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms)] = 0.0023561925 됩니다.- 마지막으로 소화병 내부 부피가 10L라고 가정한다면,10*(1/1000) = 0.01L = 0.00001M3 위 공식에 대입하면 2.6*107*0.00001= 0.002782 m/s 가 맞는지요?
=> 소화병 내부 부피가 10L라고 가정한다면,V1 = 10*(1/1000) = 0.01 M3
v= (61.2*V1)/[(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms)] = 286 m/s (소숫점이하 반올림) -
답변
유장석님의 답변
2015-04-20- 1
소중한 답변 매우 감사드립니다.
제가 이해력이 모자라 추가적으로 몇가지 더 여쭙겠습니다.
- P1V1=P2V2 => P1:(소화병 내부압력), V1(소화병 내부부피) 입니다. 여기서 P2V2는 무엇을 의미하는지요?
- v*(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms) => 노즐 지름이 100mm 인데, 노즐단면적을 구하는 식에는 0.1로 표현되어 있습니다. 100mm가 m로 환산된 것인지요?
- V2 = P1V1/P2 = (900psi)*V1/(1atm) =61.2*V1 => V2가 (총 분사가스 대기 중 부피)가 맞는지요? 그리고 P2는 언제나 1atm 인지요?
- v= (61.2*V1)/[(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms)] = 2.6*107*V1 m/s => 2.6과 107이라는 값이 어떻게 나오는지요? 제 계산법이 틀렸는지 [(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms)] = 2.3561925 이렇게 나옵니다.
- 마지막으로 소화병 내부 부피가 10L라고 가정한다면,10*(1/1000) = 0.01L = 0.00001M3 위 공식에 대입하면 2.6*107*0.00001= 0.002782 m/s 가 맞는지요?
답변 부탁드립니다.
감사합니다. -
답변
유장석님의 답변
2015-04-21- 1
추가답변까지 달아주시고 정말 감사드립니다.
교수님 덕분에 한 줄기 빛이 보이는듯 합니다.
마지막으로 한가지만 더 확인 부탁드립니다.
======================================================
소화병 내부 부피가 10L라고 가정한다면, V1 = 10*(1/1000) = 0.01 M3
v= (61.2*V1)/[(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms)] = 286 m/s (소숫점이하 반올림)
======================================================
위 부분을 제가 계산해보면, v= (61.2*0.01) / [(3.14159*(0.1/2)^2)*(300ms)]
= 0.612 / 0.0023561925 = 259.74108651988324383512807209088
= 260 m/s (소숫점이하 반올림)
분사속도가 286 m/s가 안나오고 260 m/s가 나옵니다.
제가 어딘가에서 계산을 잘 못 한 것인지요?