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입구의 지름이 40cm, 벤츄리목의 지름이 20cm인 벤츄리미터기로 공… | [에너지관리기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 16년 2회차
입구의 지름이 40cm, 벤츄리목의 지름이 20cm인 벤츄리미터기로 공기의 유량을 측정하여 물-공기시차액주계가 300mmH2O를 나타냈다. 이 때 유량은? (단, 물의 미리도는 1000kg/m3, 공기의 밀도는 1.5kg/m3, 유량계수는 1이다.)
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해설

목의 단면적은 A2=π4(0.2)2=0.0314m2A_2=\dfrac{\pi}{4}(0.2)^2=0.0314\,\mathrm{m^2}, 입구의 단면적은 A1=π4(0.4)2=0.1257m2A_1=\dfrac{\pi}{4}(0.4)^2=0.1257\,\mathrm{m^2}이므로 단면적비는 A2A1=(2040)2=0.25\dfrac{A_2}{A_1}=\left(\dfrac{20}{40}\right)^2=0.25, 그 제곱은 0.06250.0625이다.

물-공기 시차액주계가 300mmH₂O를 지시하므로 흐르는 유체(공기)에 작용하는 실제 압력차는 Δp=(ρwρa)gh=(10001.5)×9.8×0.32939Pa\Delta p=(\rho_w-\rho_a)gh=(1000-1.5)\times9.8\times0.3\approx2939\,\mathrm{Pa}이다.

따라서 유량은 Q=CA22Δpρa{1(A2/A1)2}=0.0314×2×29391.5×0.93750.0314×64.72m3/secQ=CA_2\sqrt{\dfrac{2\Delta p}{\rho_a\left\{1-(A_2/A_1)^2\right\}}}=0.0314\times\sqrt{\dfrac{2\times2939}{1.5\times0.9375}}\approx0.0314\times64.7\approx2\,\mathrm{m^3/sec}로 계산된다.

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