수평으로 놓인 축소관 안을 물이 흐른다. 상류 쪽 관지름은 100mm이… | [소방설비기사(기계) 필기] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 23년 1회차

수평으로 놓인 축소관 안을 물이 흐른다. 상류 쪽 관지름은 100mm이며 그 지점의 평균유속은 3.2m/s, 압력은 500kPa로 측정되었다. 하류 쪽 관지름이 50mm라면 그 지점의 압력은 몇 kPa 정도인가? (단, 물의 밀도는 1000kg/m³이고 마찰로 인한 손실은 없다고 본다.)

485

505

577

423

해설

지름이 절반으로 줄면 단면적은 1/4이 되므로  $A_1V_1=A_2V_2$  에서
 $V_2=3.2\times\left(\dfrac{100}{50}\right)^{2}=12.8$  m/s
높이차가 없고 손실도 없으니
 $P_2=P_1+\dfrac{\rho}{2}\left(V_1^{2}-V_2^{2}\right)=500{,}000+500\times(10.24-163.84)=500{,}000-76{,}800=423{,}200$  Pa
곧 약 423kPa이다.
되짚어 검산하면 낮아진 76.8kPa을  $\rho/2=500$  으로 나눈 153.6에  $V_1^{2}=10.24$  를 더해  $V_2^{2}=163.84$ , 즉 12.8m/s가 나와 지름비 제곱(4배)과 딱 맞는다.
485kPa은 지름비를 제곱하지 않은 값, 505kPa은 지름비를 거꾸로 대입한 값, 577kPa은 속도수두 항 부호를 반대로 둔 값이다.

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