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1[소방설비기사(기계) 필기] 16년 2회차

그림과 같은 수조에 0.3m×1.0m0.3m×1.0m 크기의 사각 수문을 통하여 유출되는 유량은 몇 m3/sm^3/s인가? (단, 마찰손실은 무시하고 수조의 크기는 매우 크다고 가정한다.)

0.8 m1 m1 m0.3 m1 m수문
1

1.7

2

1.9

3

1.3

4

1.5

해설

수조가 매우 크고 마찰손실을 무시하므로 수문(오리피스) 유출속도는 토리첼리 식 V=2ghV = \sqrt{2gh} 로 구하며, 여기서 hh 는 수면에서 수문 중심까지의 깊이이다.
수문 상단이 수면 아래 0.8 m, 수문 높이가 1 m 이므로 h=0.8+12=1.3h = 0.8 + \dfrac{1}{2} = 1.3 m 이고, V=2×9.8×1.3=5.05V = \sqrt{2 \times 9.8 \times 1.3} = 5.05 m/s 이다.
수문 단면적 A=0.3×1.0=0.3A = 0.3 \times 1.0 = 0.3 m2m^2 이므로 Q=AV=0.3×5.051.5Q = AV = 0.3 \times 5.05 \approx 1.5 m3/sm^3/s 이다.
따라서 정답은 ④ 1.5 이다.