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내경이 50mm인 원관에 20℃ 물이 흐르고 있다. 층류로 흐를 수 있… | [에너지관리기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 18년 1회차
내경이 50mm인 원관에 20℃ 물이 흐르고 있다. 층류로 흐를 수 있는 최대 유량은 약몇 m3/s인가? (단, 임계 레이놀즈수(Re)는 2320이고, 20℃일 때 동점성계수(ν)=1.0064×10-6m2/s이다.)
1
5.33×10-5
2
7.36×10-5
3
9.16×10-5
4
15.23×10-5
해설

층류로 흐를 수 있는 한계는 임계 레이놀즈수로 정해지며, Re=vDνRe=\dfrac{vD}{\nu}에서 최대 유속은 v=ReνDv=\dfrac{Re\cdot\nu}{D}로 구한다.

v=2320×1.0064×1060.050.0467m/sv=\dfrac{2320\times1.0064\times10^{-6}}{0.05}\approx0.0467\,\mathrm{m/s}이며, 유량은 Q=v×πD24=0.0467×π×0.05249.16×105m3/sQ=v\times\dfrac{\pi D^2}{4}=0.0467\times\dfrac{\pi\times0.05^2}{4}\approx9.16\times10^{-5}\,\mathrm{m^3/s}로 계산된다.

이 값을 초과하는 유량에서는 흐름이 난류로 천이되므로, 위 값이 층류로 흐를 수 있는 최대 유량이 된다.

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