관 출구 단면적이 입구 단면적의 1/2 이고, 마찰손실을 무시하였을 때… | [소방설비산업기사(기계분야) 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

그림을 보면 입구 단면적 $A = 0.01\,\mathrm{m^2}$인 관에 압력계 P가 달려 있고, 관이 좁아져 출구 단면적은 $A/2$이며 출구는 대기 중으로 개방되어 있다. 입구 유속은 $V = 5\,\mathrm{m/s}$이다.
연속방정식 $A_1V_1 = A_2V_2$에서 단면적이 절반이 되면 유속은 두 배가 되므로 $V_2 = 5 \times \dfrac{A}{A/2} = 10\,\mathrm{m/s}$이다.
수평관이므로 위치수두는 상쇄되고, 마찰손실을 무시하면 베르누이 식은 $P_1 + \dfrac{1}{2}\rho V_1^{2} = P_2 + \dfrac{1}{2}\rho V_2^{2}$이다. 출구는 대기 중이라 계기압력으로 $P_2 = 0$이므로 $P_1 = \dfrac{1}{2}\times 1000 \times (10^2 - 5^2) = 37500\,\mathrm{Pa} = 37.5\,\mathrm{kPa}$이다.
문제가 요구한 것은 계기압력이므로 여기서 끝난다. 여기에 대기압 101.3 kPa을 더한 138.8 kPa은 절대압력이어서 답이 될 수 없다.