20년 전력공학 3회 15번

15. 프란시스 수차의 특유속도(m·kW)의 한계를 나타내는 식은? (단, H(m)는 유효낙차이다.)

(풀이)
수차의 특유속도는 비속도라고도 부르는데요.
수차마다 고유한 범위의 특유속도가 있어요.
그래서 사용조건에 맞게 수차를 적용하게 됩니다.
이것을 넘어가게 되면 캐비테이션이 일어나게 되요.
정의는 '실제수차와 닮은 모형수차를 1[m] 낙차에서 1 [kW] 출력을 발생시키는 데 필요한 1분간의 회전수'라고 한다는 데요.
표현이 어렵지만, 실제설치할 수차를 배율로 줄여서 이 수차가 1kW를 발생시키려면 이 만큼 회전해야 되는 구나라고 생각하면 됩니다.
즉, 모형과 비교해서 구하는 방식인 거예요.
다시 말하면, 같은 1kW를 쓰는 데 적게 도는 수차가 여러모로 유리할 거예요.
고낙차의 경우에는 비속도가 작은 수차를 쓰면 되구요.
저낙차의 경우에는 비속도가 큰 수차를 쓰시면 됩니다.
아래 표를 보고, 이해하는 문제도 자주 나와요.
특유속도는 펠<프<사<카 순서, 유효낙차는 카<사<프<펠 순으로 기억하세요.
문제로 돌아와서, 이 문제는 특유속도의 한계치를 외워야만 풀수 있는 문제입니다.
이 식을 유도하기도 이해하기도 쉽지 않아요.
틀려도 된다고 말씀드리고 쉽지만 아래 방식을 꼭 기억해서 혹시나 나와도 정답을 구하세요.
사류의 사를 숫자4를 생각하고 기준이라고 보구요.
특유속도는 펠(2)<프(3)<사(4)<카(5) 순서를 눈으로 익히세요.
분자는 20000이 나와야 되고 프란시스는 사류보다 한단계가 낮으니까 3, 즉 30을 더한 4번이 정답 입니다.
제가 보기에는 특유속도나 양정의 순서를 묻는 문제가 더 자주 출제될 것 같고, 이런 문제에 너무 깊게 빠지지 않으시길 권장드려요.