지름 10cm의 호스에 출구 지름이 3cm인 노즐이 부착되어 있고, 1… | [소방설비기사(기계) 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

볼트 1개에 작용되는 힘의 크기는 1,018.4 N이다. $Q=1{,}500$ L/min $=0.025$ m³/s이므로
$V_1=\dfrac{0.025}{\frac{\pi}{4}(0.1)^2}=3.18$ m/s, $V_2=\dfrac{0.025}{\frac{\pi}{4}(0.03)^2}=35.37$ m/s이다.
마찰이 없으므로 호스 측 계기압력은
$P_1=\dfrac{\rho}{2}(V_2^2-V_1^2)=500(1{,}250.9-10.1)\approx 620.4$ kPa이다. 검사체적에 운동량방정식을 적용하면 플랜지에 걸리는 힘은
$F=P_1A_1-\rho Q(V_2-V_1)=620{,}400\times 0.00785-1{,}000\times 0.025\times 32.19\approx 4{,}873-805=4{,}068$ N이다.
볼트 4개가 균등 분담하므로
$4{,}068/4\approx 1{,}018$ N이다. 4,098.2는 4로 나누지 않은 전체 힘에 해당한다.