물탱크에 담긴 물의 수면의 높이가 10m인데, 물탱크 바닥에 원형 구멍… | [소방설비기사(기계) 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 18년 2회차

물탱크에 담긴 물의 수면의 높이가 10m인데, 물탱크 바닥에 원형 구멍이 생겨서 10L/s 만큼 물이 유출되고 있다. 원형 구멍의 지름은 약 몇 cm인가? (단, 구멍의 유량보정계수는 0.6이다.)

3.5

3.1

3.9

2.7

해설

구멍의 지름은 약 3.9cm이다.
오리피스 유출식  $Q=C_d\,A\sqrt{2gh}$  를 이용한다.
유출속도항  $\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times 9.8\times 10}=14\ \text{m/s}$  이다.
구멍 면적  $A=\dfrac{Q}{C_d\sqrt{2gh}}=\dfrac{0.01}{0.6\times 14}=1.190\times10^{-3}\ \text{m}^2$ 
지름은  $d=\sqrt{\dfrac{4A}{\pi}}=\sqrt{\dfrac{4\times 1.190\times10^{-3}}{\pi}}=0.0389\ \text{m}\approx 3.9\ \text{cm}$  이다.

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