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1[소방설비기사(기계) 필기] 20년 2회차

그림과 같이 매우 큰 탱크에 연결된 길이 100m, 안지름 20cm인 원관에 부차적 손실계수가 5인 밸브 A가 부착되어 있다. 관 입구에서의 부차적 손실계수가 0.5, 관마찰계수는 0.02이고, 평균속도가 2m/s일 때 물의 높이 H(m)는?

3.36

1.48

2.14

2.81

해설

물의 높이 H는 3.36 m이다.
탱크 수면과 관 출구에 에너지방정식을 적용하면(출구 속도수두 1 포함)
 $H=\left(1+K_{\text{입구}}+K_{A}+f\dfrac{L}{D}\right)\dfrac{V^{2}}{2g}$ 
이다.
관마찰 항은
 $0.02\times\dfrac{100}{0.2}=10$ 
이므로 계수 합은
 $1+0.5+5+10=16.5$ 
이다. 속도수두는
 $\dfrac{2^{2}}{2\times9.8}=0.204$  m
이므로
 $H=16.5\times0.204\approx3.36$  m
이다.

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