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물이 가득 차서 흐르고 있는 어떤 원형관수로에서 흐름의 유속을 측정하였… | [7급 국가직 수리수문학] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 수리수문학] 21년 1회차
물이 가득 차서 흐르고 있는 어떤 원형관수로에서 흐름의 유속을 측정하였더니 유속이 1.0 m/s, Reynolds 수가 500일 때, 관 벽에 작용하는 전단응력[N/m2]은? (단, 물의 밀도는 1 g0/cm3, 물의 단위중량은 10 kN/m3이다)
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해설

Reynolds 수 500은 층류이므로 f=64/Re\mathrm{f} = 64/\mathrm{Re}를 써서 관벽 전단응력은 16 N/m216\,\mathrm{N/m^2}이다.

마찰손실계수: f=64500=0.128\mathrm{f} = \dfrac{64}{500} = 0.128

관벽 전단응력: τ0=f8ρV2=0.1288×1,000×1.02=16 N/m2\tau_0 = \dfrac{\mathrm{f}}{8}\rho\mathrm{V}^2 = \dfrac{0.128}{8} \times 1{,}000 \times 1.0^2 = 16\,\mathrm{N/m^2}

밀도 1 g0/cm31\,\mathrm{g_0/cm^3}를 1,000 kg/m31{,}000\,\mathrm{kg/m^3}으로 바꿔야 N 단위가 맞는다.

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