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1[에너지관리산업기사 필기] 20년 1회차
아래 그림과 같은 경사관식 압력계에서 압력 P1과 P2의 압력차는 몇 kPa인가? (단, θ=30°, x=100cm, 액체의 비중량은 8820N/m3이다.)
1
4.4
2
44
3
8.8
4
88
해설
그림에서 왼쪽 액체 용기 위쪽 관으로 P₁이 작용하고 오른쪽 경사관 끝으로 P₂가 작용하며, 경사관을 따라 이동한 액주 길이가 x, 그에 대응하는 수직 높이가 h, 수평면과 이루는 경사각이 θ로 표시되어 있다. 압력차를 만드는 것은 경사관을 따라 잰 길이가 아니라 연직 방향 높이차이므로 h = x·sinθ 관계를 먼저 세워야 한다.
따라서 ΔP = γ·h = γ·x·sinθ = 8820 N/㎥ × 1.0m × sin30° = 8820 × 1.0 × 0.5 = 4410 N/㎡ = 약 4.4 kPa이다. (x = 100cm = 1.0m, 1 N/㎡ = 1 Pa)
경사관식 압력계는 같은 압력차에 대해 액주 이동 거리가 1/sinθ 배로 길어져 미소 압력을 확대해 읽을 수 있다는 점이 장점이다. 계산할 때 경사관을 따라 읽은 길이 x를 그대로 높이로 대입하면 sinθ를 빠뜨려 값이 2배로 커지므로 주의한다.
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