이음매 없는 강관에서 내부압력은 0.3[MPa], 유량이 0.3[m 3 /sec], 평균유속이 10[m/sec]일 때 강관의 최소 바깥지름[mm]은? (단, 강관의 허용응력은 6[MPa], 부식여유는 2[mm], 이음효율은 100%, π＝3으로 한다)

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이음매 없는 강관에서 내부압력은 0.3[MPa], 유량이 0.3[m3/… | [9급 지방직 기계설계] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 기계설계] 16년 1회차

이음매 없는 강관에서 내부압력은 0.3[MPa], 유량이 0.3[m³/sec], 평균유속이 10[m/sec]일 때 강관의 최소 바깥지름[mm]은? (단, 강관의 허용응력은 6[MPa], 부식여유는 2[mm], 이음효율은 100%, π＝3으로 한다)

해설

강관의 최소 바깥지름은 214 mm이다.
유량식으로 안지름을 구한다.
 $Q=\dfrac{\pi D^2}{4}v \Rightarrow 0.3=\dfrac{3D^2}{4}\times10$ 
 $D^2=0.04,\ D=0.2\,\mathrm{m}=200\,\mathrm{mm}$ 
얇은 원통의 원주응력 식에 부식여유를 더해 두께를 구한다.
 $t=\dfrac{pD}{2\sigma_a}+C=\dfrac{0.3\times200}{2\times6}+2=5+2=7\,\mathrm{mm}$ 
바깥지름은 안지름에 두께의 2배를 더한다.
 $D_o=D+2t=200+2\times7=214\,\mathrm{mm}$

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