다음 그림과 같은 단면적이 작은 쪽지 ㉠, 큰 쪽이 ㉡인 사각형 덕트의… | [산업위생관리산업기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

그림은 사각형(직사각형) 덕트의 확대관으로, 작은 쪽 단면에서 큰 쪽 단면으로 넓어지는 부분의 경사각이 면의 방향에 따라 θ₁, θ₂로 서로 다르게 표시되어 있다(문제 조건상 θ₁ > θ₂). 즉 확대각이 하나로 정해지지 않는다.
확대관의 압력손실 계수는 원래 원형 덕트에서 확대각과 단면적비에 대한 실험값으로 정리되어 있다. 사각형 덕트는 변의 길이가 달라 방향마다 경사각이 달라지므로, θ₁이나 θ₂ 한쪽만 쓰거나 두 각의 평균을 쓰는 방식은 물리적 근거가 없다.
따라서 작은 쪽 단면과 큰 쪽 단면을 각각 등가(상당) 직경으로 환산해 원형 덕트 문제로 바꾼 뒤, 그 직경비로부터 확대각과 손실계수를 구하는 것이 옳다. 등가직경은 $D_e = \dfrac{2ab}{a+b}$ (a, b는 사각형 덕트의 두 변) 로 계산한다.