깊이 1m까지 물을 넣은 물탱크의 밑에 오리피스가 있다. 수면에 대기압… | [소방설비기사(기계) 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 18년 2회차

깊이 1m까지 물을 넣은 물탱크의 밑에 오리피스가 있다. 수면에 대기압이 작용할 때의 초기 오리피스에서의 유속 대비 2배 유속으로 물을 유출시키려면 수면에는 몇 kPa의 압력을 더 가하면 되는가? (단, 손실은 무시한다.)

19.6

39.2

9.8

29.4

해설

수면에 29.4kPa의 압력을 더 가하면 된다.
손실을 무시하면 오리피스 유속은 토리첼리식  $V=\sqrt{2gh}$  를 따르며, 수면에 계기압 P 를 더하면
 $V=\sqrt{2\left(gh+\dfrac{P}{\rho}\right)}$  가 된다.
초기 유속  $V_1=\sqrt{2gh}$  의 2배가 되려면  $V_2^{2}=4V_1^{2}$  , 즉
 $2\left(gh+\dfrac{P}{\rho}\right)=4(2gh)$  에서  $\dfrac{P}{\rho}=3gh$  이다.
 $P=3\rho g h=3\times1000\times9.8\times1=29400$  Pa  $=29.4$  kPa

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