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1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 20년 1회차
안지름 25cm인 원판으로 1500m 떨어진 곳(수평거리)에 하루에 10000m3의 물을 보내는 경우 압력강하(kPa)는 얼마인가? (단, 마찰계수는 0.035이다.)
1
58.4
2
584
3
84.8
4
848
해설

Darcy-Weisbach 식 ΔP=fLDρV22\Delta P = f \dfrac{L}{D}\dfrac{\rho V^2}{2}를 이용해 압력강하를 구한다.

유량 Q=10000m3/day0.1157m3/sQ = 10000\,m^3/day \approx 0.1157\,m^3/s이고 관의 단면적은 A=πD240.0491m2A=\dfrac{\pi D^2}{4}\approx 0.0491\,m^2이므로 유속은 V=Q/A2.36m/sV=Q/A\approx 2.36\,m/s가 된다.

여기에 f=0.035f=0.035, L/D=1500/0.25=6000L/D=1500/0.25=6000, 물의 밀도 ρ=1000kg/m3\rho=1000\,kg/m^3를 대입하면 ΔP=0.035×6000×1000×2.36225.84×105Pa\Delta P = 0.035 \times 6000 \times 1000 \times \dfrac{2.36^2}{2} \approx 5.84 \times 10^5\,Pa이며, 이는 약 584kPa에 해당한다.

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