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1[7급 국가직 전달현상] 21년 1회차

내경 5 cm의 원통형 수평관에 비압축성 유체가 0.25 kg s^-1의 유량으로 흐를 때, 평균 유속[m s^-1]은? (단, 유체의 밀도는 1,000 kg m^-3이다)

 $\dfrac{0.1}{\pi}$

 $\dfrac{0.4}{\pi}$

 $\dfrac{1}{\pi}$

 $\dfrac{4}{\pi}$

해설

평균 유속은  $\dfrac{0.4}{\pi}\ \mathrm{m\,s^{-1}}$ 이다.
체적유량:  $Q = \dfrac{\dot m}{\rho} = \dfrac{0.25}{1000} = 2.5\times10^{-4}\ \mathrm{m^3\,s^{-1}}$ 
단면적:  $A = \dfrac{\pi D^2}{4} = \dfrac{\pi (0.05)^2}{4} = 6.25\times10^{-4}\pi\ \mathrm{m^2}$ 
평균 유속:  $\bar v = \dfrac{Q}{A} = \dfrac{2.5\times10^{-4}}{6.25\times10^{-4}\pi} = \dfrac{0.4}{\pi}$ 
단면적에서 4로 나누는 것을 빠뜨리면 유속이 4배 작게 나오므로 주의한다.

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