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지름이 15㎝인 관에 질소가 흐르는데, 피토관에 의한 마노미터는 4㎝H… | [소방설비기사(기계) 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 16년 3회차

지름이 15㎝15㎝인 관에 질소가 흐르는데, 피토관에 의한 마노미터는 4㎝Hg4㎝Hg의 차를 나타냈다. 유속은 약 몇 m/sm/s인가? (단, 질소의 비중은 0.001140.00114, 수은의 비중은 13.613.6, 중력가속도는 9.8m/s29.8m/s^2이다.)

1

96.7

2

76.5

3

85.6

4

105.6

해설

피토관 유속식 V=2ΔPρV = \sqrt{\dfrac{2\Delta P}{\rho}} 로 구하면 유속은 약 96.7 m/s이다.

마노미터 차압은 ΔP=(ρHg−ρN2) g h\Delta P = (\rho_{Hg}-\rho_{N_2})\,g\,h 이다.
비중으로부터 ρHg=13,600 kg/m3\rho_{Hg}=13{,}600\ \text{kg/m}^3 , ρN2=1.14 kg/m3\rho_{N_2}=1.14\ \text{kg/m}^3 이므로
ΔP=(13,600−1.14)×9.8×0.04=5,331 Pa\Delta P = (13{,}600-1.14)\times 9.8 \times 0.04 = 5{,}331\ \text{Pa}
V=2×5,3311.14=9,352=96.7 m/sV = \sqrt{\dfrac{2 \times 5{,}331}{1.14}} = \sqrt{9{,}352} = 96.7\ \text{m/s}

관 지름 15 cm 는 계산에 쓰이지 않는 불필요 조건이다.

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