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1[소방설비기사(기계) 필기] 17년 3회차

길이가 5m이며 외경과 내경이 각각 40㎝와 30㎝인 환형(annular)관에 물이 4m/s의 평균속도로 흐르고 있다. 수력지름에 기초한 마찰계수가 0.02일 때 손실수두는 약 몇 m인가?

0.204

0.472

0.816

0.063

해설

수력지름 기준 달시-바이스바흐 식으로 구한 손실수두는 약 0.816 m이다.
환형관의 수력지름은
 $D_h = \dfrac{4A}{P} = \dfrac{4\cdot\frac{\pi}{4}(D_o^2-D_i^2)}{\pi(D_o+D_i)} = D_o - D_i$  이므로
 $D_h = 0.4-0.3 = 0.1$  m이다.
달시-바이스바흐 식  $h_L = f\dfrac{L}{D_h}\dfrac{V^2}{2g}$  에 대입하면
 $h_L = 0.02 \times \dfrac{5}{0.1} \times \dfrac{4^2}{2\times9.8} = 1 \times 0.816 = 0.816$  m이다.

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