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1[소방설비기사-기계] 가끔 나오는 문제 · 최근 10회 중 1회 (463)

출제 24-3/22-2

밸브가 장치된 지름 10㎝인 원관에 비중 0.8인 유체가 2m/s의 평균속도로 흐르고 있다. 밸브 전후의 압력 차이가 4kPa일 때, 이 밸브의 등가길이는 몇 m 인가? (단, 관의 마찰계수는 0.02이다.)

14.5

10.5

16.5

12.5

해설

밸브의 등가길이는 그 밸브의 손실을 같은 손실을 내는 직관 길이로 환산한 값이므로 달시-바이스바흐 식  $\Delta P = f\dfrac{L_e}{D}\dfrac{\rho V^2}{2}$  를 쓴다.
 $\rho = 0.8 \times 1{,}000 = 800$  kg/m³,  $V = 2$  m/s,  $D = 0.1$  m,  $f = 0.02$ ,  $\Delta P = 4{,}000$  Pa 이므로  $4{,}000 = 0.02 \times \dfrac{L_e}{0.1} \times \dfrac{800 \times 2^2}{2} = 320\,L_e$  이다.
따라서  $L_e = \dfrac{4{,}000}{320} = 12.5$  m 로 ④ 12.5 가 정답이다.

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