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1[에너지관리기사 필기] 16년 3회차
다음 중 피토관(Pitot Tube)의 유속 V(m/sec)를 구하는 식은? (단, Pt : 전압(kg/m2), Ps : 정압(kg/m2), γ : 비중량(kg/m3), g : 중력가속도(m/s2)이다.)
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V=2g(Ps+Pt)/γV = \sqrt{2g(P_s + P_t)/\gamma}
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V=2g2(Pt+Ps)/γV = \sqrt{2g^2(P_t + P_s)/\gamma}
3
V=2g(Ps2−Pt)/γV = \sqrt{2g(P_s^2 - P_t)/\gamma}
4
V=2g(Pt−Ps)/γV = \sqrt{2g(P_t - P_s)/\gamma}
해설

피토관은 흐름을 정면으로 받는 구멍에서 전압 Pt를, 옆면 구멍에서 정압 Ps를 재고 그 차이인 동압으로부터 유속을 얻는 계측기다.

베르누이 식에서 동압은 Pt−Ps=γV22gP_t - P_s = \dfrac{\gamma V^2}{2g} 이므로, 이를 V에 대해 풀면 V=2g (Pt−Ps)γ [m/s]V = \sqrt{\dfrac{2g\,(P_t - P_s)}{\gamma}}\ \mathrm{[m/s]} 가 된다.

전압과 정압을 더한 형태는 동압이 아니므로 성립하지 않고, 중력가속도를 제곱하거나 압력을 제곱한 형태는 근호를 벗긴 뒤의 차원이 m/s\mathrm{m/s} 가 되지 않아 유속 식이 될 수 없다. 또 정압에서 전압을 빼면 값이 음수가 되어 근호 안이 성립하지 않는다.

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