플랜트배관, 관의 길이 구하는 문제풀이


* 실제 건설기계설비기사에 출제되었던 기출문제입니다.
* 문제는 기출을 참고로 만들어진 것이며, 풀이 및 해설은 필자가 직접 작성한 것입니다.




<차례>

1. 문제

2. 간략 설명

3. 풀이 및 해설


※ 총 2개의 문제를 풀이했습니다.



[문제 ①]

다음과 같이 두 개의 90˚ 엘보와 직관길이 l = 262 mm 인 관이 연결되어 있다. L = 300 mm 이고, 관 규격이 20A 이며 엘보의 중심에서 단면까지의 길이 A = 32 mm 일 때 물린부분 B 의 길이는?

플랜트 배관 문제 그림





[간략 설명]

위 그림에서도 보이듯이, 직관길이 등의 치수를 주어주고 '물린 부분 B'의 길이를 찾는 것입니다. 아래의 풀이대로 진행해도 되지만(설명을 위해 공식을 사용합니다), 직관적으로 기하학적 모양을 보고 직접 치수를 바로 구해도 무방한 문제입니다.






[풀이 및 해설]

문제 풀이 과정


위 첫번째 줄의 공식을 사용하여 바로 관의 물린부분 B의 길이를 구할 수 있습니다. 하지만, [간략 설명]에서도 말씀드렸다시피 기하학적으로 바로 구할 수도 있다는 점. 그래서 기하학적으로 문제를 바로 푸는 방법이 더 좋다고도 말씀드리고 싶습니다. 하지만, 문제에서 그림을 주어지지 않고 바로 풀라고 하는 경우도 있기 때문에 공식을 어느정도 암기해주는 것도 좋은 방법이라 생각됩니다.




※ 참고로, "기하학적으로 문제를 바로 풀 수 있다"는 말은 위 [문제]에서 보여드린 그림에서 바로 B의 길이를 계산한다는 뜻입니다. 즉, 문제에서 주어진 조건들을 그림에 맞게 적절하게 배치하고 보면, 결국 B의 길이는 직선과 직선의 길이를 빼주거나 더해줌으로써 충분히 구할 수 있다는 말입니다.


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[문제 ②] 

호칭지름 20A인 강관을 2개의 45도 엘보우를 사용해서 그림과 같이 연결하고자 한다. 밑면과 높이가 똑같이 150mm라면 빗면 연결부분의 관의 실제소요길이 l은 얼마인가?
(단, 45도 엘보우 나사부의 길이는 15mm, 이음쇠 중심선에서 단면까지의 거리는 25mm로 한다.)

플랜트배관 문제 ② 그림


[간략 설명]

위에서 풀었던 문제와 비슷하지만, 45도 엘보우가 들어갔다는 점에서 조금은 다른 문제입니다. 하지만, 위에서 사용되었던 개념은 모두 적용될 수 있으며, 단지 '빗변' 길이를 구한다는 게 차이점입니다. 그리고 문제에서 주어진 조건을 요약해보겠습니다. 여기서 문제의 '호칭지름 20A'는 무시해도 됩니다.


이때, '엘보우 나사부 길이 15mm'와 '이음쇠 중심선에서 단면까지 거리 25mm'를 그림에서 정확하게 찾을 수 있다면 25 - 15 = 10mm로 아래 풀이과정에 들어간다는 것을 파악할 수 있습니다.


[풀이 및 해설]

우선, 45도로 기울어져있으므로, 전체길이인 L의 길이를 구해야합니다. 이때, 엘보우 각도가 45도 이므로 위 그림에서의 빗변 길이 L을 구하는 삼각형은 이등변 직각삼각형이며, 각도가 45도입니다.

그 다음으로, 문제에서 묻는 '강관의 실제소요길이 l'을 구하면 됩니다. 이때 적용된 개념은 위에서 설명한 그대로를 적용하면 됩니다. 이번 문제 또한, '기하학적'으로 푸는 방법이 제일 좋다고 말씀드릴 수 있겠습니다.