온도 54.64℃, 압력 100kPa인 산소가 지름 10㎝인 관속을 흐… | [소방설비산업기사(기계분야) 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 20년 2회차

온도 54.64℃, 압력 100kPa인 산소가 지름 10㎝인 관속을 흐를 때 층류로 흐를 수 있는 평균속도의 최대값(m/s)은 얼마인가? (단, 임계레이놀즈수는 2100, 산소의 점성계수는 23.16×10^-6㎏/m·s, 기체상수는 259.75N·m/㎏·K이다.)

0.212

0.414

0.616

0.818

해설

이상기체 상태방정식으로 산소의 밀도를 구하면  $\rho = \dfrac{P}{RT}$ 이며, 절대온도는  $54.64+273 \approx 327.8\,K$ 이므로  $\rho = \dfrac{100000}{259.75 \times 327.8} \approx 1.17\,kg/m^3$ 가 된다.
층류가 유지되는 한계는 임계레이놀즈수  $Re_c=\dfrac{\rho V D}{\mu}$ 이므로, 최대속도는  $V=\dfrac{Re_c \times \mu}{\rho \times D}=\dfrac{2100\times 23.16\times10^{-6}}{1.17\times 0.1}\approx 0.414\,m/s$ 로 계산된다.

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