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1[7급 국가직 수리수문학] 21년 1회차
그림과 같이 관 내부의 유속을 구하기 위해 B 지점에 Pitot 관을 삽입하였다. 관 내부의 유속이 3 m/s일 경우, A와 B 지점에서의 관 내 수면차 H[m]는? (단, 관로 내 점성에 의한 에너지 손실은 없는 것으로 가정하고, 중력가속도 g = 10 m/s2이다)

문제 이미지
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0.25
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0.45
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0.65
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0.85
해설

Pitot관 수면과 정압관 수면의 차는 속도수두와 같으므로 H는 0.45 m이다.

A 지점의 관은 관벽에 붙어 정압만 읽고, B 지점의 Pitot관은 흐름을 정면으로 받아 정체압(정압+동압)을 읽는다. 손실이 없으므로 두 수면의 차가 곧 속도수두이다.

H=V22gH=\dfrac{V^2}{2g}
=322×10=\dfrac{3^2}{2\times 10}
=0.45 m=0.45\ \mathrm{m}

  • 0.25 m는 속도수두보다 작은 값으로, 이를 유속으로 환산하면 약 2.2 m/s가 되어 주어진 유속 3 m/s와 맞지 않는다.
  • 0.65 m와 0.85 m는 속도수두보다 큰 값으로, 손실이 없는 조건에서 Pitot관이 추가로 받는 수두는 속도수두뿐이므로 성립하지 않는다.

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