모두CBT

탱크 하부에서 0.5㎥/s로 물이 흘러나오고 있고, 탱크 상부로 직경 100mm 관 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 25년 1회차

탱크 하부에서 0.5㎥/s로 물이 흘러나오고 있고, 탱크 상부로 직경 100mm 관 5개를 통해 20m/s로 물을 주입하고 있다면, 탱크내부 물의 체적은 몇 ㎥/s 증가하는가?
h

1

0.109㎥/s

2

0.285㎥/s

3

0.217㎥/s

4

0.432㎥/s

해설

물의 순 증가율은 유입 유량에서 유출 유량을 뺀 값이다. 유입관 1개의 단면적은 A=π4D2=π4(0.1)2=7.854×103 m2A = \dfrac{\pi}{4}D^{2} = \dfrac{\pi}{4}(0.1)^{2} = 7.854 \times 10^{-3}\ \text{m}^2 이다.
관 5개의 총 유입량은 Qin=5×A×V=5×7.854×103×20=0.785 m3/sQ_{in} = 5 \times A \times V = 5 \times 7.854 \times 10^{-3} \times 20 = 0.785\ \text{m}^3/\text{s} 이고, 유출량은 0.5 m3/s0.5\ \text{m}^3/\text{s} 이므로 순 증가율은 0.7850.5=0.285 m3/s0.785 - 0.5 = 0.285\ \text{m}^3/\text{s} 이다. 따라서 ② 0.285㎥/s 가 정답이다.