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1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 18년 3회차

온도와 압력이 각각 15℃, 101.3kPa이고 밀도 1.225kg/m³인 공기가 흐르는 관로 속에 U자관 액주계를 설치하여 유속을 측정하였더니 수은주 높이 차이가 250mm이었다. 이 때 공기는 비압축성 유동이라고 가정할 때 공기의 유속은 약 몇 m/s인가? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)

해설

U자관 액주계를 이용한 유속 측정에서 압력차는  $\Delta P = (\rho_{Hg}-\rho_{air})\,g\,h$ 로 나타낼 수 있다.
수은의 밀도는  $13.6\times1000=13600\,kg/m^3$ 이고 높이차는  $h=0.25\,m$ 이므로  $\Delta P \approx (13600-1.225)\times9.81\times0.25 \approx 33350\,Pa$ 이다.
비압축성 유동의 베르누이 관계에서  $v=\sqrt{\dfrac{2\Delta P}{\rho_{air}}}=\sqrt{\dfrac{2\times33350}{1.225}} \approx 233\,m/s$ 로 계산된다.

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