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지름 400mm인 관속을 5kg/s로 공기가 흐르고 있다. 관속의 압력… | [에너지관리기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 17년 1회차
지름 400mm인 관속을 5kg/s로 공기가 흐르고 있다. 관속의 압력은 200kPa, 온도는 23℃, 공기의 기체상수 R이 287J/(kgㆍK)라 할 때 공기의 평균 속도는 약 몇 m/s인가?
1
2.4
2
7.7
3
16.9
4
24.1
해설

이상기체 상태방정식으로 밀도를 구하면 ρ=PRT=200000287×2962.35 kg/m3\rho=\dfrac{P}{RT}=\dfrac{200000}{287\times296}\approx2.35\ \mathrm{kg/m^3}이다.

배관 단면적은 A=πD24=π×0.4240.1257 m2A=\dfrac{\pi D^2}{4}=\dfrac{\pi\times0.4^2}{4}\approx0.1257\ \mathrm{m^2}이고, 질량유량 m˙=ρAV\dot m=\rho A V 관계에서 평균속도는 V=m˙ρA=52.35×0.125716.9 m/sV=\dfrac{\dot m}{\rho A}=\dfrac{5}{2.35\times0.1257}\approx16.9\ \mathrm{m/s}로 계산된다.

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