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1[토목기사 필기] 18년 2회차
폭 2.5m, 월류수심 0.4m인 사각형 위어(weir)의 유량은? (단, Francis 공식 : Q=1.84Boh3/2에 의하며, Bo : 유효폭, h : 월류수심, 접근유속은 무시하며 양단수축이다.)
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1.117m3/s
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1.126m3/s
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1.145m3/s
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1.164m3/s
해설

Francis 공식을 이용한 위어 유량 계산 문제로, 유효폭(B₀)을 먼저 구해야 한다. 양단수축이 있는 사각형 위어에서 유효폭은 Bo=B0.1nhB_o = B - 0.1nh (n: 수축 개수)로 계산되며, 양단수축이므로 n=2이다. 따라서 Bo=2.50.1×2×0.4=2.50.08=2.42mB_o = 2.5 - 0.1 \times 2 \times 0.4 = 2.5 - 0.08 = 2.42\text{m}
Francis 공식에 B₀=2.42m, h=0.4m을 대입하면: Q=1.84×2.42×(0.4)3/2=1.84×2.42×0.2530=1.126m3/sQ = 1.84 \times 2.42 \times (0.4)^{3/2} = 1.84 \times 2.42 \times 0.2530 = 1.126\text{m}^3/\text{s} (계산: 1.84 × 2.42 = 4.4528, 0.4^1.5 = 0.2530, 4.4528 × 0.2530 ≈ 1.126)

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