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폭 35cm인 직사각형 위어(weir)의 유량을 측정하였더니 0.03m… | [토목기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[토목기사 필기] 16년 3회차
폭 35cm인 직사각형 위어(weir)의 유량을 측정하였더니 0.03m3/s 이었다. 월류수심의 측정에 1mm의 오차가 생겼다면, 유량에 발생하는 오차(%)는? (단, 유량계산은 프란시스(Francis)공식을 사용하되 월류 시 단면수축은 없는 것으로 가정한다.)
1
1.84%
2
1.67%
3
1.50%
4
1.16%
해설

프란시스 공식으로 월류수심을 역산한 뒤 오차를 구하면 1.16%이다.

Q=1.84 b h3/2 ⇒ 0.03=1.84×0.35×h3/2 ⇒ h≈0.1295 mQ=1.84\,b\,h^{3/2}\ \Rightarrow\ 0.03 = 1.84\times0.35\times h^{3/2}\ \Rightarrow\ h \approx 0.1295\ \mathrm{m}

Q∝h1.5Q\propto h^{1.5}이므로 유량의 상대오차는 수심 상대오차의 1.5배가 된다.

dQQ=1.5×dhh=1.5×0.0010.1295≈0.0116=1.16%\dfrac{dQ}{Q} = 1.5\times\dfrac{dh}{h} = 1.5\times\dfrac{0.001}{0.1295} \approx 0.0116 = 1.16\%

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