안지름 20cm인 원관이 안지름 40cm인 원관에 급확대 연결된 관로에 0.2m 3 /s의 유체가 흐를 때 급확대부에서 발생하는 손실수두는 약 몇 m인가?

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안지름 20cm인 원관이 안지름 40cm인 원관에 급확대 연결된 관로에… | [소방설비산업기사(기계분야) 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 16년 1회차

안지름 20cm인 원관이 안지름 40cm인 원관에 급확대 연결된 관로에 0.2m³/s의 유체가 흐를 때 급확대부에서 발생하는 손실수두는 약 몇 m인가?

1.16

1.45

1.62

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해설

그림은 안지름 20cm인 관이 안지름 40cm인 관으로 갑자기 넓어지는 급확대부이고, 화살표로 표시된 유량은  $0.2\ \mathrm{m^3/s}$ 이다.
연속방정식으로 두 단면의 평균유속을 구하면  $V_1=\dfrac{0.2}{\pi(0.2)^2/4}=6.37\ \mathrm{m/s}$ ,  $V_2=\dfrac{0.2}{\pi(0.4)^2/4}=1.59\ \mathrm{m/s}$  이다.
급확대 손실수두는 두 유속의 차로 계산하는 Borda–Carnot 식  $H_L=\dfrac{(V_1-V_2)^2}{2g}$  를 쓴다.
따라서  $H_L=\dfrac{(6.37-1.59)^2}{2\times 9.8}=\dfrac{22.8}{19.6}\approx 1.16\ \mathrm{m}$  이다.

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