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1[9급 지방직 화학공학일반] 11년 1회차

대형 개방 탱크의 바닥에 연결된 직경 6 cm인 관을 통하여 비중이 1.2인 유체를 배출시킨다. 탱크내부의 액면은 배출관 출구보다 3.2 m 높게 유지된다. 유체가 탱크 내부의 액면에서 시작하여 배출관 중앙을 통과하여 출구에 이르는 유선을 형성한다면 배출관 출구에서의 유체의 유속[m/s]은? (단, 유선 방향으로의 마찰은 무시하고, 중력가속도는 10 m/s² 로 가정한다)

해설

토리첼리 정리로 구한 출구 유속은 8 m/s이다.
대형 탱크 액면의 속도와 출구·액면의 압력(대기압)이 같다고 보고 베르누이 식을 적용하면  $u=\sqrt{2gh}$  이다.
 $u=\sqrt{2\times 10\times 3.2}=\sqrt{64}=8\ \mathrm{m\,s^{-1}}$ 
유속은 밀도와 무관하므로 비중과 관 직경은 결과에 영향을 주지 않는다.

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