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소방설비기사(기계)

2016년 05월 08일 기출문제

39. 지름이 400mm인 베어링이 400rpm 으로 회전하고 있을 때 마찰에 의한 손실동력은 약 몇 kW 인가? (단, 베어링과 축 사이에는 점성계수가 0.049 Nㆍs/m2인 기름이 차 있다.)

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*해설

<문제 해설>
동력 P[W] = Torque T[N/m] x 각속도 ω[rad/s]

Torque T[N/m] = 힘 F[N] x 반경 r[m]
= 전단응력 τ[N/m2] x 면적 A[m2] x 반경 r[m]
= 점성계수 μ x ωr/t x 2πrL x r (∴ L : Bearing과 마주하는 부분의 축 길이= 1[m])
= μ x ωr^3 x 2πL/t
= πμωL x d^3 / 4t (∴ r = 0.5d)
※ 전단응력은 점성계수에 각속도 아닌 (선)속도를 길이로 미분한 값을 곱한다는 것에 주의

P = T x ω = πμωL x d^3 / 4t x ω
= π x 0.049 x (2π x 400/60)^2 x 1 x 0.4^3 / (4 x 0.00025)
= 17286.34376 [N·m/s]
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