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1[토목기사 필기] 21년 3회차
안지름 20cm인 관로에서 관의 마찰에 의한 손실수두가 속도수두와 같게 되었다면, 이때 관로의 길이는? (단, 마찰저항 계수 f=0.04 이다.)
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해설

마찰에 의한 손실수두는 Darcy-Weisbach 식 hf=fLDv22gh_f = f \frac{L}{D} \frac{v^2}{2g}로 나타내며, 속도수두는 hv=v22gh_v = \frac{v^2}{2g}이다. 문제에서 손실수두가 속도수두와 같다는 조건에서 hf=hvh_f = h_v이므로 fLDv22g=v22gf \frac{L}{D} \frac{v^2}{2g} = \frac{v^2}{2g}이다. 양변을 정리하면 fLD=1f \frac{L}{D} = 1이 되고, L=DfL = \frac{D}{f}이다. 주어진 값을 대입하면 L=0.20.04=5 mL = \frac{0.2}{0.04} = 5 \text{ m}이다.

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