그림과 같은 원형관에 물이 가득차서 흐르고 있다. 단면1에서 직경 D1… | [정수시설운영관리사 2급 1차] 26년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[정수시설운영관리사 2급 1차] 26년 2회차
그림과 같은 원형관에 물이 가득차서 흐르고 있다. 단면1에서 직경 D1 =40cm, 유속 V1 =3m/s, 단면2에서 직경 D2 =60cm일 때, 단면2의 유속(m/s)과 유량(m3/s)은 각각 약 얼마인가? (단, 흐름은 정상류이며 수두손실은 무시한다.)
1
V2 =0.82, Q=0.24
2
V2 =1.33, Q=0.38
3
V2 =1.54, Q=0.45
4
V2 =1.71, Q=0.57
해설
단면2의 유속은 약 1.33 m/s, 유량은 약 0.38 m³/s다.
그림처럼 직경 D1=40 cm 관이 D2=60 cm로 넓어져도 물이 가득 찬 정상류이므로 유량은 두 단면에서 같다. 연속방정식 A1V1 = A2V2를 그대로 적용하면 된다.
Q = A1V1 = (π/4) × 0.4² × 3 = 0.1257 × 3 = 0.377 m³/s
V2 = Q ÷ A2 = 0.377 ÷ ((π/4) × 0.6²) = 0.377 ÷ 0.2827 = 1.33 m/s직경비만으로 V2 = V1(D1/D2)² = 3 × (40/60)² = 1.33 m/s 로도 같은 값이 나온다. 관이 넓어지면 유속은 직경비의 제곱에 반비례해 작아진다.
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