수조 바닥에 뚫린 유출구의 단면적은 그대로 둔 채 그 모양만 원형에서 … | [소방설비기사(기계) 필기] 25년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[소방설비기사(기계) 필기] 25년 3회차
수조 바닥에 뚫린 유출구의 단면적은 그대로 둔 채 그 모양만 원형에서 정사각형으로 바꾸었더니 유출유량이 달라졌다. 이러한 변화가 나타나는 주된 이유는?
1
유출구를 지나는 물의 이론유속이 구멍 모양에 따라 달라지기 때문이다.
2
수조 수면이 내려가는 속도가 달라져 유효수두가 변하기 때문이다.
3
젖은 둘레가 길어지면서 모서리 쪽 유맥의 수축이 심해져 유량계수가 달라지기 때문이다.
4
같은 넓이라도 정사각형 쪽의 수력반지름이 커져 마찰이 줄어들기 때문이다.
해설
실제 유출량은 로 쓴다. 이론유속 는 수두만으로 정해져 구멍 모양과 무관하고, 넓이 도 문제에서 고정되어 있다. 달라질 수 있는 것은 뿐이므로 젖은 둘레가 길어져 모서리 쪽 유맥이 더 수축한다는 설명이 답이다. 같은 넓이에서 둘레가 가장 짧은 도형이 원이라 원형 구멍이 가장 유리하고, 네모난 구멍은 둘레가 길어 수력반지름이 오히려 작아지므로 마찰이 늘고 빠져나가는 양은 줄어든다.
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