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1[에너지관리산업기사 필기] 16년 2회차
물이 들어있는 저장탱크의 수면에서 5m 깊이에 노즐이 있다. 이 노즐의 속도계수(Cv)가 0.95일 때, 실제 유속(m/s)은?
문제 이미지
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해설

그림은 물이 담긴 저장탱크의 수면에서 노즐 중심까지의 깊이가 5 m임을 화살표로 표시한 것이다. 이 조건에서 이론 유속은 토리첼리 정리로 구한다.

vth=2gh=2×9.8×5=989.899v_{th}=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times 9.8\times 5}=\sqrt{98}\approx 9.899 m/s

실제 유속은 여기에 속도계수 Cv를 곱한다.
v=Cv2gh=0.95×9.8999.4v=C_v\sqrt{2gh}=0.95\times 9.899\approx 9.4 m/s

속도계수는 노즐 벽면 마찰과 점성 손실 때문에 실제 유속이 이론값보다 작아지는 정도를 나타내므로 항상 1보다 작다. 따라서 답은 이론값 9.9 m/s보다 조금 작은 값이어야 하며, 깊이 5 m에 2g를 곱해 제곱근을 취하는 단계를 건너뛰면 값이 두 배 가까이 어긋난다.

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