모두CBT
그림과 같이 노즐이 달린 수평관에서 계기압력이 0.49MPa이었다. 이 관의 안지름이 6cm이고 관의 끝에 달린 노즐의 지름이 2cm이라면 노즐의 분출속도는 몇 m/s인가? (단, 노즐에서의 손실은 무시하고, 관마찰계수는 0.025이다.)물압력계노즐100m
25.5
16.8
20.4
28.4
압력수두는 Pγ=0.49×1069800=50\dfrac{P}{\gamma} = \dfrac{0.49\times10^6}{9800} = 50γP=98000.49×106=50 m이고, 이는 노즐 출구 속도수두와 관 마찰손실의 합과 같다.연속방정식에서 관내 유속은 V1=V2(26)2=V29V_1 = V_2\left(\dfrac{2}{6}\right)^2 = \dfrac{V_2}{9}V1=V2(62)2=9V2이고, 마찰손실은 hL=fLDV122g=0.025×1000.06×V2281×2gh_L = f\dfrac{L}{D}\dfrac{V_1^2}{2g} = 0.025 \times \dfrac{100}{0.06} \times \dfrac{V_2^2}{81 \times 2g}hL=fDL2gV12=0.025×0.06100×81×2gV22이다.따라서 50=V222g(1+41.6781)=1.514 V2219.6250 = \dfrac{V_2^2}{2g}\left(1 + \dfrac{41.67}{81}\right) = \dfrac{1.514\,V_2^2}{19.62}50=2gV22(1+8141.67)=19.621.514V22에서 V22=647.8V_2^2 = 647.8V22=647.8, V2≈25.5V_2 \approx 25.5V2≈25.5 m/s이므로 ① 25.5가 정답이다.