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다음 그림에서 h = 3m일 때 지름 60mm인 오리피스를 통해 유출되… | [소방설비산업기사(기계분야) 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 15년 2회차
다음 그림에서 h = 3m일 때 지름 60mm인 오리피스를 통해 유출되는 물의 유량[m3/s]은?
문제 이미지
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0.0217
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0.217
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5.374
4
9.266
해설

그림에서 수조의 수면과 오리피스 출구가 모두 대기압 P0P_0에 노출되어 있고, 수면에서 오리피스 중심(단면적 AA)까지의 깊이가 hh로 표시되어 있다. 문제 조건에서 h=3mh=3\,\mathrm{m}, 오리피스 지름은 60mm이다.

수면과 오리피스 출구에 베르누이 식을 적용하면 압력항이 서로 상쇄되어 토리첼리의 정리 V=2gh=2×9.8×37.67 m/sV=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times 9.8\times 3}\approx 7.67\ \mathrm{m/s} 를 얻는다.

오리피스 단면적은 A=π(0.06)24=2.827×103 m2A=\dfrac{\pi(0.06)^2}{4}=2.827\times10^{-3}\ \mathrm{m^2} 이므로 유량은 Q=AV=2.827×103×7.670.0217 m3/sQ=AV=2.827\times10^{-3}\times 7.67\approx 0.0217\ \mathrm{m^3/s} 이다.

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